{"created":"2021-03-01T06:09:14.358418+00:00","id":5384,"links":{},"metadata":{"_buckets":{"deposit":"41c33b30-2695-4759-afe7-96ff2240db05"},"_deposit":{"id":"5384","owners":[],"pid":{"revision_id":0,"type":"depid","value":"5384"},"status":"published"},"_oai":{"id":"oai:niigata-u.repo.nii.ac.jp:00005384","sets":["453:455","468:563:564"]},"item_6_biblio_info_6":{"attribute_name":"書誌情報","attribute_value_mlt":[{"bibliographicIssueDates":{"bibliographicIssueDate":"2013-09-20","bibliographicIssueDateType":"Issued"},"bibliographicPageEnd":"106","bibliographicPageStart":"1","bibliographic_titles":[{}]}]},"item_6_date_granted_51":{"attribute_name":"学位授与年月日","attribute_value_mlt":[{"subitem_dategranted":"2013-09-20"}]},"item_6_degree_grantor_49":{"attribute_name":"学位授与機関","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreegrantor":[{"subitem_degreegrantor_name":"新潟大学"}]}]},"item_6_degree_name_48":{"attribute_name":"学位名","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreename":"博士（農学）"}]},"item_6_description_4":{"attribute_name":"抄録","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"チューリップは、単子葉ユリ科チューリップ属の秋植え春萌芽型球根植物である。チューリップの栽培は広く実用化されているが、その生理・生化学的基礎については未解明の部分が多く残されている。チューリップの根における窒素代謝の機構というものは、そのチューリップの根はその中に吸収した窒素をグルタミンとして貯蔵する。チューリップの根に特異的に集積するグルタミンには根の中のグルタミン合成酵素の影響が大きいと考えられる。そこで、本研究ではチューリップにおけるアミノ酸代謝について明らかにすることを目的とした。まず、外科的手法を用いたチューリップの根の分離を行い、根の部位によるアミノ酸の集積の違いを明らかにした。さらにグルタミン合成酵素の阻害剤を用いてチューリップの根に集積するグルタミンがグルタミン合成酵素によるものなのかどうかということを調べた。また、チューリップにおいて、これまでグルタミン合成酵素遺伝子の配列やその発現などの分子生物学的研究はあまり進んでいるとはいえなかった。チューリップのアミノ酸代謝において重要な役割を果たしていると思われるグルタミン合成酵素の遺伝子をクローニングした。また、グルタミン合成酵素遺伝子の発現と活性における窒素応答解析を行った。1. 冬期間におけるチューリップ根のアミノ酸集積部位について皮層と中心柱に分離しての実験は、冬期間においてチューリップの根において培地から吸収した窒素の主な集積部位は中心柱よりもむしろ皮層であることを示した。また、チューリップの根においてグルタミンが主要なアミノ酸であり、主に皮層に集積することを確認した。本研究はこれまで明らかになっていなかった主要なアミノ酸の詳細な集積部位を明らかにしたものであった。また、4-メチレングルタミンが皮層でも中心柱でも同じような濃度を示したということは4-メチレングルタミン態窒素は主に培地からの窒素に由来するのではなく、球根に由来するものであるということが示唆された。根を縦方向に分離しての実験によって、培地から吸収した窒素は、そのまま吸収した部位に貯蔵されるということを明らかにした。窒素処理は根のいかなる部位においても4-メチレングルタミンの集積に影響を与えなかった。従って、集積した4-メチレングルタミンは培地由来の窒素によるものではなく、球根由来の窒素によるということが示唆された。","subitem_description_type":"Abstract"},{"subitem_description":"2. グルタミン合成酵素阻害剤と15N 標識培地を用いたチューリップ根のグルタミン集積に関する研究チューリップの冬期間において根に集積する窒素は主に80％エタノールに対して可溶性の形で集積するということが示された。またMSX、処理によって培地からの窒素の吸収が阻害されるという結果が確認できた。グルタミンがチューリップの根に集積するアミノ酸の中ではもっとも主要なものであり、培地から吸収した窒素に由来した。また、培地にMSXを処理した+N+MSX 区ではグルタミンの濃度はほぼ変わらなかったことから、チューリップの根に集積するグルタミンはグルタミン合成酵素によると考えられた。4-メチレングルタミンの分析結果より、4-メチレングルタミンは根の窒素にあまり由来せず、むしろ球根由来の窒素によるということが示唆された。4-メチレングルタミンは萌芽以降の葉、花茎、根の窒素の一時貯蔵形態であると推測されているが、それは球根から輸送された窒素によるものが根に由来する窒素よりも多いという可能性が示唆された。3. グルタミン合成酵素遺伝子のクローニング同じユリ科の球根植物であるサンダーソニアのグルタミン合成酵素の遺伝子断片SAND3の遺伝子配列を用いてチューリップのグルタミン合成酵素遺伝子TgGSをクローニングした。TgGS 遺伝子は全長1382bp で、1059bp の翻訳領域、を持ち、352 のアミノ酸をコードするものであった。そして、系統学的解析により、TgGS はサイトゾル型のGS、すなわちGS1 であることが示唆されたので、TgGS1 と名付けた。4. GS遺伝子発現および活性の窒素応答解析TgGS1 の外部窒素に対する発現応答解析では、外部窒素の種類や濃度に関わらず恒常的となることが示唆された。しかしながら、活性は外部窒素濃度の上昇とともに上昇していく傾向が確認できたことから、遺伝子レベルと活性レベルでは異なる窒素応答を行うのだと考えられた。グルタミン合成酵素の阻害剤であるMSXの培地に対しての処理は活性を減少させたが、TgGS1 は恒常的に発現した。生育ステージの変化によって活性は開花以降減少していったが、発現はほぼ均一であった。グルタミン合成酵素の活性は葉においてもっとも高くなったが、TgGS1 の根以外の発現は均一であるものと考えられた。過去の他の高等植物での研究では、多くの植物のグルタミン合成酵素遺伝子が窒素誘導的発現をみせることが知られている。チューリップにおいても他のGS1 ファミリーが存在していて、それらが窒素誘導的な発現をみせているのかもしれない。また、チューリップのGS遺伝子自体が独特な発現パターンを示すということが考えられた。本研究は、今まで明らかになっていなかった、チューリップのアミノ酸代謝に関して、生理学的側面、分子生物学的側面の両方から明らかにした。それはチューリップの性質における未解明の部分を明らかにした。そして、それは植物の窒素代謝における新たな知見を与えるものであるものであった。","subitem_description_type":"Abstract"},{"subitem_description":"Tulip (Tulipa gesneriana L.) is a monocotyledonous Liliaceous bulb plant. Tulip varieties havebeen bred since old ages, and they are cultivated in many places worldwide. However, theirphysiological and molecular biological aspects are not fully understood yet. Baba, Ikarashi andOhyama reported that tulip roots accumulate a large amount of nitrogen (N) in their roots duringwinter, and the absorbed N is mainly stored in the form of glutamine. It is possible that accumulatedglutamine in tulip roots is initially synthesized by the enzyme \"glutamine synthetase\" (GS), no directevidence have been reported yet.In this study, a main purpose of research is to elucidate the amino acid metabolism in tulip plant.Tulip roots were separated by an operative technique, and the amino acid accumulation in rootsegments was analyzed after cultivated under +N or –N conditions. Then the involvement of GS forthe accumulation of glutamine in tulip roots was investigated.In tulip plants, gene sequence of glutamine synthetase has not been reported yet, and its expressionanalysis has not been carried out. In this research glutamine synthetase gene was cloned and thecomplete sequence was analyzed. The expression of GS gene and enzyme activities of GS bytransferase activity were analyzed through growth cycle, and the response to N supply.1. Site of Free Amino Acid Accumulation in Tulip Roots during Winter.By separation the transverse accumulation of amino acids in cortex and stele indicated thatabsorbed nitrogen from culture solution in winter was mainly accumulated in cortex rather than stele.Glutamine was a predominant amino acid in tulip roots, mainly accumulated in cortex. This resultindicates that N absorbed in the root epidermis or cortex may retain in the cortex and nottransported to the stele.4-methylene glutamine (4-MeGln) showed similar concentration in cortex as well as stele, so thisresult indicates that nitrogen in 4-MeGln might be derived from bulb rather than culture solution.Experiment of vertical separation of five root segments also indicated that the absorbed nitrogenfrom culture solution was stored same as absorption site. Nitrogen treatment in culture solutionshowed no effect for 4-MeGln accumulation in whole part of roots. Therefore, a major part of theaccumulated 4-MeGln might be derived from a mother bulb, it was not derived from nitrogen inculture solution.","subitem_description_type":"Abstract"},{"subitem_description":"2. Studies on glutamine accumulation in tulip roots using glutamine synthetase inhibiter and15N labeled nitrogenAccumulated nitrogen in tulip roots in winter season was mainly in the 80% ethanol soluble form.Methionine sulfoximine (MSX), an analogue of glutamine is a potent inhibitor of GS, and thetreatment with MSX inhibited nitrogen absorption and glutamine accumulation from culture solution.Glutamine was most predominant amino acid accumulated in tulip roots, it was derived fromabsorbed nitrogen from culture solution using 15N. Glutamine concentration in MSX treatment wasnot increased, and 15N incorporation into glutamine was completely blocked by MSX. Therefore, itwas concluded that glutamine accumulated in tulip roots is catalyzed by glutamine synthetase. From15N analysis, a major part of 4-MeGln is derived from N transported from the bulb to roots duringwinter.3. Cloning of glutamine synthetase geneTwo fragments, namely (3’/5’)-RACE fragments, were amplified with the primers usingsandersonia GS gene. Finally, we have succeeded to isolate a candidate for the GS gene from tuliproots. The full-length cDNA containing an open reading frame of 1059 bp encoding a protein of 352amino acids. And Isolated GS gene seems to be GS1 (cytosolic GS) by phylogenetic analysis. It wasnamed \"TgGS1\". This gene was uploaded to the GenBank (Accession: AB683151).4. glutamine synthetase gene expression and transferase activity analysis in response toexternal nitrogen.The enzyme activity of GS in the roots decreased after flowering stage, but gene expression wasconstant through growth cycle. Gene expression analysis of TgGS1 in response to the externalnitrogen indicated that TgGS1 expression was constitutive regardless of variety forms of externalnitrogen and nitrogen concentration. However, transferase activity was increased following nitrogenconcentration increased. Nitrogen responses were different between gene expression level andenzyme activity level. MSX treatment in culture solution inhibited glutamine synthetase activity, butTgGS1 expression was not depressed.Among organs, the glutamine synthetase activity in the leaves were higher than any other parts oftulip plant, but TgGS1 expression was similary except for roots. It is known that glutaminesynthetase gene expression in many plants shows nitrogen-inducible expression. The uniqueresponse of tulip TgGS1 may be characteristics of tulip GS, because they accumulate a large amountof N as in the form of glutamine. Alternatively, tulip has the other glutamine synthetase genes inaddition to TgGS1 which will response to external nitrogen.In this study, characteristics of amino acid metabolism in tulip were studied from the aspect ofphysiological and molecular biological analysis, and a new knowledge is obtained to understand theaccumulation of glutamine in tulip roots.","subitem_description_type":"Abstract"}]},"item_6_description_5":{"attribute_name":"内容記述","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"学位の種類: 博士（農学）. 報告番号: 甲第3827号. 学位記番号: 新大院博（農）甲第132号. 学位授与年月日: 平成25年9月20日","subitem_description_type":"Other"}]},"item_6_description_53":{"attribute_name":"学位記番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"新大院博（農）甲第132号","subitem_description_type":"Other"}]},"item_6_dissertation_number_52":{"attribute_name":"学位授与番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_dissertationnumber":"13101A3827"}]},"item_6_publisher_7":{"attribute_name":"出版者","attribute_value_mlt":[{"subitem_publisher":"新潟大学"}]},"item_6_select_19":{"attribute_name":"著者版フラグ","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"ETD"}]},"item_creator":{"attribute_name":"著者","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"山本, 美祥"}],"nameIdentifiers":[{"nameIdentifier":"50183","nameIdentifierScheme":"WEKO"}]}]},"item_files":{"attribute_name":"ファイル情報","attribute_type":"file","attribute_value_mlt":[{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2019-08-05"}],"displaytype":"detail","filename":"h25fak132.pdf","filesize":[{"value":"4.0 MB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_note","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"本文","url":"https://niigata-u.repo.nii.ac.jp/record/5384/files/h25fak132.pdf"},"version_id":"95ed6a9b-019e-4b4f-8d2a-f6153d0507ed"},{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2019-08-05"}],"displaytype":"detail","filename":"h25fak132_a.pdf","filesize":[{"value":"201.8 kB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_note","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"要旨","url":"https://niigata-u.repo.nii.ac.jp/record/5384/files/h25fak132_a.pdf"},"version_id":"25c27f65-e9b2-44b7-8947-3fb08431cf59"}]},"item_language":{"attribute_name":"言語","attribute_value_mlt":[{"subitem_language":"jpn"}]},"item_resource_type":{"attribute_name":"資源タイプ","attribute_value_mlt":[{"resourcetype":"thesis","resourceuri":"http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec"}]},"item_title":"チューリップ（Tulipa gesneriana）におけるアミノ酸代謝に関する研究","item_titles":{"attribute_name":"タイトル","attribute_value_mlt":[{"subitem_title":"チューリップ（Tulipa gesneriana）におけるアミノ酸代謝に関する研究"},{"subitem_title":"チューリップ（Tulipa gesneriana）におけるアミノ酸代謝に関する研究","subitem_title_language":"en"}]},"item_type_id":"6","owner":"1","path":["455","564"],"pubdate":{"attribute_name":"公開日","attribute_value":"2014-05-28"},"publish_date":"2014-05-28","publish_status":"0","recid":"5384","relation_version_is_last":true,"title":["チューリップ（Tulipa gesneriana）におけるアミノ酸代謝に関する研究"],"weko_creator_id":"1","weko_shared_id":2},"updated":"2022-12-15T03:38:17.763763+00:00"}