ZERO WORLD RESEARCHアミノ酸・有機酸の学術文献データベース

Overexpression of the chloroplastic 2-oxoglutarate/malate transporter disturbs carbon and nitrogen homeostasis in rice.

葉緑体2-オキソグルタル酸/リンゴ酸輸送体の過剰発現はイネの炭素・窒素ホメオスタシスを撹乱する (機械翻訳の邦題)

Journal of experimental botany2021Zamani-Nour S, Lin HC, Walker BJ, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2021
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

葉緑体のOAA/リンゴ酸輸送体OMT1は、リンゴ酸バルブに関与し、炭素と窒素同化を結びつける。C4光合成への関与から、C3作物へのC4経路導入にはOMT1の高発現が必要とされる。本研究では、トウモロコシ由来ZmOMT1をイネ(IR64)で高発現させ、輸送活性をプロテオリポソーム再構成で確認した。しかし、過剰発現イネでは成長、CO2同化速度、総遊離アミノ酸含量、TCA回路代謝物、スクロース・デンプン含量が低下し、アスパラギン酸が蓄積した。この表現型はZmDiT2の同時過剰発現で抑制された。C4イネ作出への示唆を考察する。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

The chloroplastic 2-oxaloacetate (OAA)/malate transporter (OMT1 or DiT1) takes part in the malate valve that protects chloroplasts from excessive redox poise through export of malate and import of OAA. Together with the glutamate/malate transporter (DCT1 or DiT2), it connects carbon with nitrogen assimilation, by providing 2-oxoglutarate for the GS/GOGAT (glutamine synthetase/glutamate synthase) reaction and exporting glutamate to the cytoplasm. OMT1 further plays a prominent role in C4 photosynthesis: OAA resulting from phosphoenolpyruvate carboxylation is imported into the chloroplast, reduced to malate by plastidic NADP-malate dehydrogenase, and then exported for transport to bundle sheath cells. Both transport steps are catalyzed by OMT1, at the rate of net carbon assimilation. To engineer C4 photosynthesis into C3 crops, OMT1 must be expressed in high amounts on top of core C4 metabolic enzymes. We report here high-level expression of ZmOMT1 from maize in rice (Oryza sativa ssp. indica IR64). Increased activity of the transporter in transgenic rice was confirmed by reconstitution of transporter activity into proteoliposomes. Unexpectedly, overexpression of ZmOMT1 in rice negatively affected growth, CO2 assimilation rate, total free amino acid content, tricarboxylic acid cycle metabolites, as well as sucrose and starch contents. Accumulation of high amounts of aspartate and the impaired growth phenotype of OMT1 rice lines could be suppressed by simultaneous overexpression of ZmDiT2. Implications for engineering C4 rice are discussed.

MeSH

CarbonChloroplastsHomeostasisKetoglutaric AcidsMalatesNitrogenOryzaPhotosynthesis

DOI 10.1093/jxb/eraa343

PMID 32710115

原文・出典を見る →