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筑波大学生命环境系の草野都教授（理化学研究所环境资源科学研究センター客员主管研究员）、东北大学の山谷知行名誉教授、理化学研究所环境资源科学研究センターの福岛敦史研究员、国际农林水产业研究センターの圆山恭之进主任研究员、岐阜大学の山本义治教授らの研究グループは、イネの窒素同化に不可欠な细胞质局在型グルタミン合成酵素（翱蝉骋厂1）のアイソザイムである翱蝉骋厂1;1が、光合成を行わない根の叶緑体形成に大きく関わることを明らかにしました。窒素は肥料の叁大必须栄养素の一つで、植物の生存に不可欠な叶緑素やアミノ酸等の材料となります。植物体内に取り込まれた窒素はアンモニウムに変换された后、グルタミン合成酵素（骋厂）によりアミノ酸の一种であるグルタミンを作ります。植物は细胞质局在型骋厂1をコードする遗伝子を复数个持っていますが、植物が多数の骋厂1アイソザイムを持つ理由は明らかにされていませんでした。

本研究では、食粮として重要な作物であるイネの骋厂1アイソザイムの中で、窒素肥料を与える时期として効果的な生育初期段阶で発现する翱蝉骋厂1;1および翱蝉骋厂1;2に着目しました。それぞれの遗伝子を破壊した変异型イネを解析した结果、翱蝉驳蝉1;1変异体の根では中心代谢に属する糖类やアミノ酸类の蓄积バランスが崩れるのに対し、翱蝉驳蝉1;2変异体ではアミノ酸类の量のみが减少することが分かりました。さらに、翱蝉驳蝉1;1変异体では、光合成を行わない根の部分に叶緑体が形成されることを明らかにしました。翱蝉骋厂1;1は炭素?窒素代谢の恒常性や叶緑体形成など広范な现象に関わり、翱蝉驳蝉1;2は代谢中のアミノ酸生合成制御に特に関わっていることになります。



（図　透過型電子顕微鏡によるOsgs1;1 変異体(NCおよびND)、Osgs1;2変異体および野生型（WT）根の切片観察結果。Osgs1;1変異体（NC、ND）は光合成を行わない根に葉緑体が形成されている（黄色矢印）。WTおよびGS1のアイソザイムであるOsgs1;2の根では葉緑体形成は見られなかった。）

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