Research Abstract


Characterizing the role of rice NRAMP5 in Manganese, Iron and Cadmium Transport

2012年2月24日 Scientific Reports 2 : 286 doi: 10.1038/srep00286

マンガン(Mn)と鉄(Fe)が代謝に不可欠である一方で、カドミウム(Cd)はほぼ全ての生物にとって有毒である。これらの金属の輸送を理解することは、より良い作物を育種するために重要である。我々は、イネにおいてOsNRAMP5がMn、FeおよびCdの輸送に関与することを明らかにした。OsNRAMP5の発現は、根の上皮、外皮そして皮層の外層および木部周辺の組織に限定されていた。OsNRAMP5は細胞膜に局在しており、Mn、FeおよびCd輸送に欠陥がある酵母株の増殖を相補した。OsNRAMP5 RNAi (OsNRAMP5i)植物は、根のMnの蓄積がより低く、また地上部と導管液においてMnとFeがより低かった。OsNRAMP5の抑制は、Cdの地上部への移動を促進し、この遺伝子がCdファイトレメディエーションのために重要であることが強く示唆される。これらのデータは、OsNRAMP5がイネにおけるMn、CdおよびFe輸送に関与し、植物の生長と発達に重要であることを明らかにしている。

石丸 泰寛1,2, 高橋 竜一1, バシル クーラム1, ウーゴ シモ1, 瀬野浦 武志1, 杉本 和彦3, 小野 和子3, 矢野 昌裕3, 石川 覚4, 荒尾 知人4, 中西 啓仁1 & 西澤 直子1,5

  1. 東京大学大学院 農学生命科学研究科 農学国際専攻
  2. 東北大学大学院 理学研究科化学専攻
  3. 農業生物資源研究所 農業生物先端ゲノム研究センター
  4. 農業環境技術研究所 土壌環境研究領域
  5. 石川県立大学 生物資源工学研究所
Metals like manganese (Mn) and iron (Fe) are essential for metabolism, while cadmium (Cd) is toxic for virtually all living organisms. Understanding the transport of these metals is important for breeding better crops. We have identified that OsNRAMP5 contributes to Mn, Fe and Cd transport in rice. OsNRAMP5 expression was restricted to roots epidermis, exodermis, and outer layers of the cortex as well as in tissues around the xylem. OsNRAMP5 localized to the plasma membrane, and complemented the growth of yeast strains defective in Mn, Fe, and Cd transport. OsNRAMP5 RNAi (OsNRAMP5i) plants accumulated less Mn in the roots, and less Mn and Fe in shoots, and xylem sap. The suppression of OsNRAMP5 promoted Cd translocation to shoots, highlighting the importance of this gene for Cd phytoremediation. These data reveal that OsNRAMP5 contributes to Mn, Cd, and Fe transport in rice and is important for plant growth and development.