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Analyses of regulatory mechanisms of zinc transporter ZIP13-mediated pollen tube growth and rupture.

Research Project

Project/Area Number 16K18666
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Plant nutrition/Soil science
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Kawachi Miki  名古屋大学, 高等研究院, 准教授 (40625125)

Research Collaborator MIZOGUCHI Miku  
KOBAYASHI Katsushi  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords亜鉛輸送体 / マンガン輸送体 / 受精 / 花粉管伸長 / シロイヌナズナ / 植物 / ZIP / 花粉菅伸長 / トランスポーター
Outline of Final Research Achievements

We found that the zinc and manganese transporter ZIP13 is localized in the cis-Golgi apparatus of mature pollen where it plays an important role for normal pollen tube growth under heat stress. A ZIP13 knockout mutant (zip13) sets fewer seeds than wild type plants under heat stress. In vitro and in vivo pollen tube growth analysis revealed that zip13 pollen tube growth was impaired under heat stress, as pollen tube tips ruptured prematurely. Expression of a ZIP13-mGFP fusion protein under the control of the ZIP13 promoter complemented the zip13 phenotype. Also, analyses using metal chelating agents suggested that this pollen tube rupture was caused by zinc depletion in pollen tubes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究から、成熟花粉と花粉管のゴルジ体局在する金属輸送体ZIP13による亜鉛輸送が正常な花粉管伸長に重要であることが明らかとなった。これまでショ糖、ホウ素、カルシウムが花粉管伸長に必要であることは分かっていたが、亜鉛が花粉管伸長に重要な因子であることは知られておらず、本研究成果により亜鉛が植物の受精に重要であることが初めて示された。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] Arabidopsis thaliana zinc transporter ZIP13 contributes to healthy pollen tube growth under heat stress2018

    • Author(s)
      Miki Kawachi, Saki Fujita, Nahoko Nagasaki-Takeuchi, Youichiro Fukao, Masayoshi Maeshima
    • Organizer
      25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シロイヌナズナの花粉に発現するMn輸送体の同定と解析2018

    • Author(s)
      溝口未恭、前島正義、河内美樹
    • Organizer
      第3回 植物の栄養研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの亜鉛輸送体ZIP13は花粉管伸長に関与する2018

    • Author(s)
      河内美樹、藤田早紀、武内(長崎)菜穂子、深尾陽一朗、前島正義
    • Organizer
      第12回トランスポーター研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Arabidopsis thaliana Zinc Transporter ZIP13 Contributes to the Normal Pollen Tube Growth Under Heat Stress2017

    • Author(s)
      河内美樹、藤田早紀、武内(長崎)菜穂子、深尾陽一朗、前島正義
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Functional analysis of an Arabidopsis thaliana ZIP transporter involved in IAA-Ala resistance2017

    • Author(s)
      小林克至、瀬上紹嗣、前島正義、河内美樹
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis of Seasonal Foliar Boron Retranslocation in Peach Trees2017

    • Author(s)
      服部桃子、佐藤亜沙子、ロイシャシュテファン、森仁志、白武勝博、前島正義、河内美樹
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 植物ホルモンIAA濃度調節に関わる金属輸送体IAR1に関する研究2016

    • Author(s)
      小林克至、前島正義、河内美樹
    • Organizer
      第2回植物の栄養研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2016-09-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 植物におけるCDFとZIPの役割とその調節機構2016

    • Author(s)
      河内美樹
    • Organizer
      第11回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2016-07-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 植物ホルモンIAA濃度調節に関わる金属輸送体IAR1に関する研究2016

    • Author(s)
      小林克至、瀬上紹嗣、前島正義、河内美樹
    • Organizer
      第11回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2016-07-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの花粉に発現するMn輸送体の同定と解析2016

    • Author(s)
      溝口未恭、前島正義、河内美樹
    • Organizer
      第11回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2016-07-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2022-01-27  

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