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Action mechanism of bioactive sugar chain AMOR in pollen tube guidance of Torenia

Research Project

Project/Area Number 19F19091
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

東山 哲也  名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (00313205)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SU SHIHAO  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords花粉管誘導 / 生理活性糖鎖 / AMOR / トレニア
Outline of Research at the Start

トレニアを材料に用いて、AMORを担うAGPの候補遺伝子を抽出し、雌しべの発生過程を通じた時空間的な発現プロファイルを得るとともに、破壊した遺伝子の受精能獲得に対する役割を明らかにする。また糖鎖修飾を担う酵素遺伝子の候補について、生化学的な活性や、発現プロファイル、糖鎖の分布との連関を調べる。受容体については、花粉管で働く受容体様キナーゼなどを候補として抽出し、ノックアウトを行うことで探索を進める。

Outline of Annual Research Achievements

植物の細胞壁に含まれる糖鎖を介した細胞間シグナリングは、植物の発生や生長に極めて重要と想定されてきたにも関わらず、これまで全く未開拓な状況であると言える。そこで、当研究室で新たに発見された、植物の受精を促進する生理活性糖であるAMORに着眼し、AMORが発見された植物であるトレニアにおいて分子生物学的なアプローチを駆使して、AMORの生合成や受容体に関する研究を展開することを目指した。

AMORは化学合成した末端の2糖だけでも活性をもつ。しかし天然のAMOR(アラビノガラクタンタンパク質;AGP)については不明な点が多い。そこで、AMORを担うAGPや糖鎖修飾酵素の候補、そしてこれに加え花粉管で働くレクチンドメインをもつ受容体様キナーゼなど受容体遺伝子の候補を、ゲノムデータおよび雌しべ組織を用いたトランスクリプトームデータから抽出した。抽出した遺伝子群についてゲノム編集を進め、ノックアウトラインを得ることに成功した。また、in situ hybridization法により遺伝子発現パターンを解析した。これらは植物糖鎖シグナリングの理解に対して重要な成果であり、引き続き共同研究として解析を進めていく。

またトレニアにおけるゲノム編集研究の基盤として、安定的なゲノム編集の方法の確立や、トレニアゲノムプロジェクトの取りまとめ作業も進めた。これらを基盤に、トレニアの花粉管誘導に関わる複数の遺伝子候補のノックアウトラインも確立した。トレニアを用いた植物生殖研究を共同研究として続けていく基盤となる。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] GPI-Anchored Proteins Cooperate in the Long Journey of the Pollen Tube2020

    • Author(s)
      Su Shihao、Nagae Takuya T.、Higashiyama Tetsuya
    • Journal Title

      Molecular Plant

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 8-10

    • DOI

      10.1016/j.molp.2019.12.009

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A homolog of the ALOG family controls corolla tube differentiation in Torenia fournieri2019

    • Author(s)
      Xiao Wei、Su Shihao、Higashiyama Tetsuya、Luo Da
    • Journal Title

      Development

      Volume: 146

    • DOI

      10.1242/dev.177410

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 花の中で流れている時間:雄と雌のカウントダウン2020

    • Author(s)
      東山哲也
    • Organizer
      第27回日本時間生物学会学術大会シンポジウム「植物の生殖と時間生物学」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生命科学とその技術を根底から変えるゲノム編集2020

    • Author(s)
      東山哲也
    • Organizer
      ノーベル賞特別講演会「ブラックホールとゲノム編集」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 花粉管の誘引物質LUREsへの応答能を付与する糖鎖因子AMORの作用機序の解明にむけて2020

    • Author(s)
      水上茜、蘇詩豪、草野修平、萩原伸也、東山哲也
    • Organizer
      日本植物学会第84回年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 花粉管に誘引物質への応答能を付与する糖鎖AMORの発見と作用機序の解明にむけて ー糖鎖が描く植物の受精ー2020

    • Author(s)
      水上茜、蘇詩豪、草野修平、萩原伸也、東山哲也
    • Organizer
      日本分子生物学会第43回年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Key signalling molecules in pollen tube guidance2020

    • Author(s)
      Higashiyama Tetsuya
    • Organizer
      Symposium Down Under: Mechanisms controlling plant reproduction
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 糖鎖生物学2020

    • Author(s)
      北島 健、佐藤 ちひろ、門松 健治、加藤 晃一
    • Total Pages
      306
    • Publisher
      名古屋大学出版会
    • ISBN
      9784815809812
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 「ゲノム編集」高精度で簡単な新手法 「研究現場を一変させた」

    • URL

      https://www.chunichi.co.jp/article/133582

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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