根の形態形成におけるグルタミン合成酵素遺伝子GS1;2の機能解析

抄録

土壌中のNH₄⁺は細胞質型グルタミン合成酵素（GS1）により同化される。シロイヌナズナの根では4種のGS1遺伝子が発現し、それらのうちGS1;2のmRNA量のみが高NH₄⁺条件で増加することが分かっている。したがって、GS1;2はNH₄⁺に対する根の応答において重要な働きを持つ可能性がある。本研究では、GS1;2のNH₄⁺応答における役割を、特に根の構造に注目して解析を行った。
GS1;2の機能を調べるために、我々はGS1;2遺伝子のT-DNA挿入変異株（gs1;2）の根の構造を様々な窒素条件で解析した。NO₃^-を唯一の窒素源とする培地では、野生型株とgs1;2変異株で根の形態に違いは見られなかった。一方、NH₄⁺培地では、野生型株と比較してgs1;2変異株で側根の数が少なかった。側根形成にはオーキシンが重要な働きを持つことが知られている。NH₄⁺応答におけるオーキシンの役割を調べるため、根にインドール酢酸（IAA）を与える処理を行った。野生型株の根に10 nMのIAAを与えると、側根の長さと数が増加した。一方、gs1;2変異株ではIAAに応答した側根の増加は見られなかった。したがって、gs1;2変異株では根のIAA感受性が低下している可能性がある。今後は、野生型株とgs1;2変異株での根のオーキシン分布や、オーキシン応答性遺伝子の発現の違いについて解析し、発表する。