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植物の軸形成における細胞壁構築遺伝子群の機能解明

Research Project

Project/Area Number 17027001
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

西谷 和彦  東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (60164555)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 横山 隆亮  東北大学, 大学院生命科学研究科, 講師 (90302083)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥6,800,000 (Direct Cost: ¥6,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Keywords植物 / 細胞壁 / XTH / 遺伝子 / 維管束 / 軸性 / 根 / 維管束形成 / シロイヌナズナ / RNAi / 道管
Research Abstract

シロイヌナズナの細胞壁構築に関わる32ファミリー,765遺伝子を対象とした包括的な発現解析により,花茎基部の伸長停止域で特異的に発現し,荷重刺激に応答する16種の遺伝子をこれまでの研究により同定した。これらの遺伝子について,T-DNA挿入変異体による機能解析と,pro::GUSおよびreal time RT-PCR等の方法による発現解析を進めた。このうち,グリシンリッチタンパク質(GRP)をコードする遺伝子の欠損変異体では茎頂直下の花茎組織の局部的な枯死,主軸の伸長不全、側枝数の顕著な増加,などの明確な形態上の表現型が見られた。そこで,この遺伝子に注目して,機能と発現の解析を行った。
表現型が養分投与により一部回復すること,Promoter::GUSの発現部位とmRNAがいずれも,基部の維管束に局在することなどから,変異体の機能欠損は維管束機能不全に起因する可能性が示唆された。ついで,特異性の高いペプチド抗体を作成し,タンパク質局在を解析した。その結果、木部柔細胞で遺伝子が発現したのち、分泌されたタンパク質は成熟した原生木部に移行・沈着することを見いだした。この結果は,分泌後の細胞壁中でのタンパク質の輸送制御の存在を示唆するもので重要な知見であると考えられる。その分子過程について現在解析を進めている。
また,詳細な機能解析を行うために,相補実験を進めると共に,RNAiによるノックダウン変異体と過剰発現体の表現型の解析を進めている。これまでの解析で異所的な過剰発現により発現部位での巨視的形態異常が確認できた。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2006 2005

All Journal Article (15 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] A principal role for AtXTH18 in Arabidopsis thaliana root growth : a functional analysis using RNAi plants2006

    • Author(s)
      Y Osato, Yokoyama R, Nishitani K
    • Journal Title

      Journal of Plant Research 119

      Pages: 153-162

    • NAID

      10018126425

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification and characterization of Arabidopsis thaliana genes involved in xylem secondary cell walls2006

    • Author(s)
      Yokoyama R, Nishitani K
    • Journal Title

      Journal of Plant Research 119

      Pages: 189-194

    • NAID

      10019164634

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Roles of the XTH protein family in the expanding cell2006

    • Author(s)
      Nishitani K, Vissenberg K
    • Journal Title

      Plant Cell Monographs-The Expanding Cell 5

      Pages: 89-116

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 植物細胞壁の構造と機能-比較ゲノムからのアプローチ2006

    • Author(s)
      西谷和彦
    • Journal Title

      植物の生長調節 41

      Pages: 34-45

    • NAID

      110004749494

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  • [Journal Article] A principal role for AtXTH18 in Arabidopsis root growth - a functional analysis using RNAi plants2006

    • Author(s)
      Osato, Y.Yokoyama, R., Nishitani, K.
    • Journal Title

      J.Plant Res (In press)

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] dentification and Characterization of Arabidopsis thaliana Genes Involved in Xylem Secondary Cell Walls2006

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      Yokoyama, R., Nishitani, K
    • Journal Title

      J.Plant Res (In press)

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    • Author(s)
      Nishitani K
    • Journal Title

      The Plant Cell Wall (Ed.Hayashi, T.)(Universal Publisher) (In press)

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  • [Journal Article] 植物細胞壁の構造と機能-比較ゲノムからのアプローチ2006

    • Author(s)
      西谷和彦
    • Journal Title

      植物の生長調節 41(In press)

    • NAID

      110004749494

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      Vissenberg, K., Oyama, M., Osato, Y., Yokoyama, R., Verbelen, J-P, Nishitani, K.
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      Pages: 192-200

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      Matsui A., Yokoyama, R., Ito, T., Seki, M., Shinozaki, K., Takahasui, T., Komeda, Y., Nishitani, K
    • Journal Title

      Plant J 42

      Pages: 525-534

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      Kwon, H-K., Yokoyama, R., Nishitani K
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol 46

      Pages: 843-857

    • NAID

      10016454248

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      Imoto, K., Yokoyama, R., Nishitani, K.
    • Journal Title

      Plant Mol.Biol 58

      Pages: 177-192

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      Tokimatsu, T., Sakurai, N., Suzuki, H., Ohta, H., Nishitani, K., Koyama, T., Umezawa, T., Misawa, N., Saito, K., Shibata, D
    • Journal Title

      Plant Physiol 138

      Pages: 1289-1300

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  • [Journal Article] Division of roles among members of the XTH gene family in plants2005

    • Author(s)
      Nishitani, K.
    • Journal Title

      Plant Biosystems 139

      Pages: 98-101

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  • [Book] プラントミメティックス-植物に学ぶ (pp272-278)2006

    • Author(s)
      倉澤香澄, 横山隆亮, 西谷和彦
    • Total Pages
      664
    • Publisher
      NTS
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      2006 Annual Research Report
  • [Book] The Science and Lore of the Plant Cell Wall (pp148-154)2006

    • Author(s)
      Nishitani K
    • Total Pages
      355
    • Publisher
      Brown Walker Press
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      2006 Annual Research Report
  • [Book] 植物の生化学・分子生物学(杉山達夫監修) 2章 細胞壁2005

    • Author(s)
      西谷和彦
    • Total Pages
      54
    • Publisher
      学会出版センター
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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