ljamt2の分子および細胞の特性評価、1、モデルマメ科植物lotus japonicusからのアンモニウム輸送体

アンモニウム輸送体の2つの関連ファミリーが特定されており、過去に植物で部分的に特徴付けられています。AMT1およびAMT2ファミリ。ほとんどの注意は、土壌からのアンモニウムの取り込みを含む植物の異なる、おそらく重複する生理学的役割を果たす可能性が高いメンバーを含むAMT1ファミリーの2つの家族のうち大部分に焦点を当てています。AMT2タンパク質の生理学的機能の可能性はあまり明確ではありません。遺伝子発現の細胞および組織の位置に関するデータの不足、およびタンパク質の細胞内位置は、すべてのAMTタンパク質の生理学的役割の理解を制限します。Lotus japonicusのLjamt2; 1のマメ科植物から最初のAMT2ファミリーメンバーをクローニングし、アンモニウムの取り込みに欠陥のある酵母変異体を補完することにより、それがアンモニウム輸送体として機能することを実証しました。ただし、シロイヌナズナのAtamt2と同様に、いくつかの植物種のAMT1トランスポーターとは異なり、LjAMT2; 1はメチルアンモニウムを輸送できませんでした。LJAMT2; 1遺伝子は、ロータス植物全体で構成的に発現することがわかった。in situ RNAハイブリダイゼーションにより、結節のすべての主要な組織におけるLjamt2; 1の発現が明らかになりました。植物細胞におけるLjamt2; 1-GFP融合タンパク質の一時的な発現は、輸送体が原形質膜上に位置していることを示しました。結節が土壌からではなくアンモニウムを内部的に導出するという事実を考慮して、結果はljamt2; 1は排出によって結節細胞から失われたアンモニウムの回収に関与しています。同様の役割は、他の臓器、特に正常な代謝中にアンモニウムを解放する葉で果たすことができます。

Two related families of ammonium transporters have been identified and partially characterised in plants in the past; the AMT1 and AMT2 families. Most attention has focused on the larger of the two families, the AMT1 family, which contains members that are likely to fulfil different, possibly overlapping physiological roles in plants, including uptake of ammonium from the soil. The possible physiological functions of AMT2 proteins are less clear. Lack of data on cellular and tissue location of gene expression, and the intracellular location of proteins limit our understanding of the physiological role of all AMT proteins. We have cloned the first AMT2 family member from a legume, LjAMT2;1 of Lotus japonicus, and demonstrated that it functions as an ammonium transporter by complementing a yeast mutant defective in ammonium uptake. However, like AtAMT2 from Arabidopsis, and unlike AMT1 transporters from several plant species, LjAMT2;1 was unable to transport methylammonium. The LjAMT2;1 gene was found to be expressed constitutively throughout Lotus plants. In situ RNA hybridisation revealed LjAMT2;1 expression in all major tissues of nodules. Transient expression of LjAMT2;1-GFP fusion protein in plant cells indicated that the transporter is located on the plasma membrane. In view of the fact that nodules derive ammonium internally, rather than from the soil, the results implicate LjAMT2;1 in the recovery of ammonium lost from nodule cells by efflux. A similar role may be fulfilled in other organs, especially leaves, which liberate ammonium during normal metabolism.