植物の気孔発達に関わる小胞形成因子の機能解析

• Project/Area Number: 19039025
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 中川 強 Shimane University, 総合科学研究支援センター, 教授 (30202211)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000); Fiscal Year 2008: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2007: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
• Keywords: 植物 / シロイヌナズナ / 気孔 / 孔辺細胞 / 形態形成 / 小胞輸送

Research Abstract

孔辺母細胞の細胞質分裂異常の原因遺伝子であるshabondama40はERからの小胞出芽に働くSec31のホモログ(ATSEC31A)である。細胞質分裂異常はアミノ酸置換アレルshabondama 40でのみ観察され、同遺伝子の破壊株では出現しない。この理由としてもう一つのホモログであるATSEC31との優劣関係がATSEC31B<SHABONDAMA40<ATSEC31Aとなっていることが推測された。そこでアミノ酸置換アレルと破壊アレルのF1の観察を行ったところアミノ酸アレルの表現型である細胞質分裂以上が見られた。このことより上記の優劣関係となっていることが遺伝学的に示された。
ATSEC31A破壊株ではアミノ酸置換アレルとは別の表現型、花粉と葯の発育不全、花粉表層のエキシン構造の異常、葯壁の周囲の細胞であるタペート細胞中のタペトソームの形態が異常、であることが観察される。タペトソームは小胞体由来のオイルボディーが発達したオルガネラであるため、ATSEC31A遺伝子破壊によってERからの正常な発達が阻害されていると考えられた。そのためタペート細胞で特異的に発現するFBP1プロモーターを用いてATSEC31Aを発現させてみたところ、正常な花粉が回復した。このことより、花粉の正常な発達にタペート細胞(タペトソーム)におけるATSEC31Aの働きが必須であることが示された。
これらの実験結果より、植物の発達に関わる小胞形成因子ATSEC31の機能の理解が深まった。

Research Products

• [Journal Article] Differential Expression control and polanzed distribution of plasma membrane-resident SYP1 SNARES in Arabidopsis thaliana (2009)
  • Author(s): Enami K, et.al.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol 50 Pages: 280-289
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expressed sequence tags from persimmon at different developmental stages (2008)
  • Author(s): Nakagawa, T, et.al.
  • Journal Title: Plant Cell Rep 27 Pages: 931-938
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of a tobacco TPK-type K+ channel as a novel tonoplast K+ channel using veast tonoplasts. (2008)
  • Author(s): Hamamoto, S., et. al.
  • Journal Title: J. Bioi. Chem. 283 Pages: 1911-1920
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of R4 Gateway Binary Vectors (R4pGWB) enabling high-throughput promoter swapping for plant research. (2008)
  • Author(s): Nakagavva, T., et. al.
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. 72 Pages: 624-629
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Arabidopsis D-type cyclin CYCD4 controls cell division in the stomatal lineage of the hvpocotyl epidermis. (2007)
  • Author(s): Kono, A., et. al.
  • Journal Title: Plant Cell 19 Pages: 1265-1277
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of series of gateway binary vectors, pGWBs, for realizing efficient construction of fusion genes for plant transformation. (2007)
  • Author(s): Nakagawa, T., et. al.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng. 104 Pages: 34-41
  • NAID: 110006368805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improved Gateway binary vectors: high-performance vectors for creation of fusion constructs in transgenic analysis of plants. (2007)
  • Author(s): Nakagawa, T., et. al.
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. 71 Pages: 2095-2100
  • NAID: 10027518220
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 気孔発達を制御するシロイヌナズナ遺伝子TMM1およびSDD1の発現制御領域の解析 (2009)
  • Author(s): 赤坂裕也, ら
  • Organizer: 日本農芸化学会2009年度大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 多重遺伝子構築が可能な植物形質転換用リサイクルベクターシステムの開発 (2009)
  • Author(s): 中尾彰秀, ら
  • Organizer: 日本農芸化学会2009年度大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] スワッピング用プロモーターエントリークローン(attL4-promoter-attR1)を利用してpromoter : reporterを容易に構築可能なバイナリベクターR4L1pGWBの開発 (2009)
  • Author(s): 中村真也, ら
  • Organizer: 日本農芸化学会2009年度大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] シロイヌナズナのCOPII被覆構成因子ATSEC23の解析 (2009)
  • Author(s): 田中優史, ら
  • Organizer: 日本農芸化学会2009年度大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 植物の気孔形成に働く受容体型キナーセ信号伝達系の解析 (2009)
  • Author(s): 中村真也, ら
  • Organizer: 第50回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] シロイヌナスナLRR型受容体タンパク質遺伝子の発現解析 (2009)
  • Author(s): 上田佳奈, ら
  • Organizer: 第50回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] 植物クラスリンの細胞内挙動の解析 (2009)
  • Author(s): 西村浩二, ら
  • Organizer: 第50回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Presentation] シロイヌナスナにおけるCOPII被覆構成因子Sec23 Sec24の解析 (2008)
  • Author(s): 田中優史, ら
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会(合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] 植物の気孔形成に働く受容体方キナーセ信号伝達系の解析 (2008)
  • Author(s): 中村真也, ら
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会(合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-11
• [Presentation] 高等植物シロイヌナスナにおけるSUMO遺伝子ファミリーの機能分担の解析 (2008)
  • Author(s): 高村裕介, ら
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会(合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] リサイクルクローニングンステム-植物形質転換における多重遺伝子コンストラクト構築の新技術- (2008)
  • Author(s): 木村哲哉, ら
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会(合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] シロイヌナズナ気孔形成突然変異体bagel7の解析 (2007)
  • Author(s): 井上哲郎, ら
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] シロイヌナズナの葯の発達に関与する細胎内輸送小胎形成因子の解析 (2007)
  • Author(s): 日野武志, ら
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] シロイヌナズナLRR型受容体タンパク質遺伝子の発現と機能に関する研究 (2007)
  • Author(s): 田中あい, ら
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] 植物の気孔形成に働く受容体型キナーゼ信号伝達系の解析 (2007)
  • Author(s): 中村真也, ら
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] プロモーターとcDNAを自由に組み合わせてクローニングが可能なバイナリベクターシステムを用いた植物遺伝子の機能解析 (2007)
  • Author(s): 中川強, ら
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-11