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土壌環境シグナルから根毛形成制御に至る情報伝達機構

Research Project

Project/Area Number 18056012
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

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

Principal Investigator

青山 卓史  Kyoto University, 化学研究所, 准教授 (80202498)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥5,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords根毛 / 細胞形態形成 / ホスホリパーゼD / ホスホイノシチド / PIP2 / PIPキナーゼ / リン酸 / 細胞内シグナル伝達
Research Abstract

根毛伸長の正の制御因子であると考えられるPIP5キナーゼ、PIP5K3の機能解析を進めた。T-DNA挿入型変異体の独立な系統を4系統に増やし、根毛の形態的変化を観察した。その結果、それら変異体の根毛は伸長において抑制されているが、それ以外に異常な形態は見られないことが明らかになった。変異体遺伝子および転写産物の構造解析の結果より、それらの内少なくとも2つでは機能的なタンパク質が殆ど発現していないことも判明した。これらのことから、PIP5K3以外のPIP5Kが根毛で機能していること、およびPIP2の量的変化は根毛伸長に特異的に影響を与えることが示唆された。このことは、PIP5K3の過剰発現により根毛伸長が促進されること、および伸長の活発な根毛ほど先端にPIP5K3-YFPが多量に存在することと併せて、根毛先端のPIP2の量が根毛伸長の重要なパラメーターとなっていることを強く示唆するものである。
PIP5K3の細胞内局在性を詳しく調べるためにPIP5K3-YFPを発現する根毛をFM4-64で短時間処理し、YFPとFM4-64の多重蛍光観察を行った。その結果、PIP5K3-YFPが最も強く局在する部位は根毛先端の細胞膜であることが確かめられた。
誘導的過剰発現実験の結果、PIP5K3の過剰は根毛伸長の促進以外に根毛の歪曲、および単一の表皮細胞からの複数の突起の形成をもたらすことが観察された。また、PIP5K3-YFPは根毛突起が全く見られない未熟な根毛細胞においても、根毛突起が予定される場所に局在することが明らかとなった。これら2つの結果は低分子Gタンパク質ROP2を用いた同様の実験で報告されているものと酷似しており、PIP5K3とROP2が同一の径路で根毛形態形成の制御に関わることを強く示唆している。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] The Arabidopsis phosphatidylinositol phosphate 5-kinase PIP5K3 is a key regulator of root hair tip growth2008

    • Author(s)
      Kusano, H., et. al.
    • Journal Title

      Plant Cell 20

      Pages: 367-380

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The possible action mechanisms of indole-3-acetic acid methyl ester in Arabidopsis2008

    • Author(s)
      Li, L., et. al.
    • Journal Title

      Plant Cell Reporter 27

      Pages: 575-584

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ARRI directly activates cytokinin response genes that encode proteins with diverse regulatory functions2007

    • Author(s)
      Taniguchi, et al.
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology 48・2

      Pages: 263-277

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] The Arabidopsis phosphatidylinositol phosphate 5-kinase PIP5K3 is a key regulator for root hair tip growth2007

    • Author(s)
      Kusano, H., et. al.
    • Organizer
      The second Asian Symposium on Plant Lipids
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2007-11-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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