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The sutudy on the molecular mechanism of pollen tube attraction and preventing polyspermy by male and female cell communication

Research Project

Project/Area Number 18K14741
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

MIZUTA YOKO  名古屋大学, 高等研究院(WPI), 特任助教 (70645142)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords花粉管 / 受精 / 花粉管ガイダンス / カルシウムイメージング / 植物生殖 / 細胞間シグナリング / 細胞間コミュニケーション / シロイヌナズナ / ライブイメージング / ゲノム編集
Outline of Final Research Achievements

In flowering plants, pollen adheres to the stigma and germinates pollen tube to fertilize and produce seeds under the reproductive process. Pollen tube guidance is a navigating system that is required for the successful sexual reproduction of plants. In order to elucidate the molecular mechanism of the pollen tube guidance in a one-to-one manner, imaging and expression analysis were performed. In order to observe cell dynamics in a flower, marker lines of Arabidopsis thaliana expressing the calcium indicator were developed. Changing fluorescence intensity were observed in these marker lines. Expression analysis using a next-generation sequencer suggested some candidate genes involved in the pollen tube guidance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

花粉管ガイダンスが成功し、種子が正常に作られることは、種子繁殖を行う被子植物にとって必須のプロセスである。本研究では、雌雄組織のカルシウム動態を可視化可能なマーカーラインを作出した。また、花粉管の伸長に伴い、雌側組織のカルシウムイオンが変動することも明らかとなった。種子ができる仕組みを知ることは、米や麦、豆類といった、種子が食料となる作物で種子生産数を増加させるなど、農業分野においても重要である。本研究にて得られた成果は、今後、植物の生殖を知る上で重要なツールや知見となると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Open Access: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Heinrich Heine University Dusseldorf(ドイツ)

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    • Author(s)
      Kawamoto Nozomi、Pino Del Carpio Dunia、Hofmann Alexander、Mizuta Yoko、Kurihara Daisuke、Higashiyama Tetsuya、Uchida Naoyuki、Torii Keiko U.、Colombo Lucia、Groth Georg、Simon R?diger
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/736439

    • Related Report
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    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Three-Dimensional Multiphoton Imaging of Transcription Factor by ClearSee2018

    • Author(s)
      Mizuta Yoko、Tsuda Katsutoshi
    • Journal Title

      Methods Mol Biol

      Volume: - Pages: 257-268

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8657-6_15

    • ISBN
      9781493986569, 9781493986576
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  • [Journal Article] Chemical signaling for pollen tube guidance at a glance2018

    • Author(s)
      Mizuta Yoko、Higashiyama Tetsuya
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 131 Issue: 2 Pages: 208447-208447

    • DOI

      10.1242/jcs.208447

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    • Peer Reviewed
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      水多 陽子, 栗原 大輔, 東山 哲也
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      水多陽子、永原史織、東山哲也
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  • [Presentation] Two-photon imaging reveals spatio-temporal regulation on the one-to-one pollen tube guidance.2018

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      Mizuta Y, Kurihara D, Nagahara S, Higashiyama T.
    • Organizer
      The 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction (ICSPR2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 花粉管をベクターとして植物を変える.2018

    • Author(s)
      水多陽子、永原史織、皆川吉、東山哲也
    • Organizer
      第4回農学中手の会
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  • [Remarks] 2019 NICON JOICO AWARD 優秀賞 「花のなかの秘密」

    • URL

      http://www.nikon-instruments.jp/jpn/bioscience-products/joico/award/award_2

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 花粉への物質導入方法2019

    • Inventor(s)
      水多陽子、永原史織、皆川吉
    • Industrial Property Rights Holder
      水多陽子、永原史織、皆川吉
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-076650
    • Filing Date
      2019
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      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 植物ゲノム編集方法2018

    • Inventor(s)
      栗原 (水多) 陽子、永原史織
    • Industrial Property Rights Holder
      東海国立大学機構 名古屋大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Acquisition Date
      2019
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      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 植物ゲノム編集法2018

    • Inventor(s)
      水多陽子、永原史織
    • Industrial Property Rights Holder
      水多陽子、永原史織
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-079316
    • Filing Date
      2018
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      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-03-16  

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