生殖過程における細胞壁マトリックス糖鎖の機能に関する分子生物学的解析

• Project Area: Genome Barriers in Plant Reproduction
• Project/Area Number: 21024003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 岩井 宏暁 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 講師 (30375430)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000); Fiscal Year 2010: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2009: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 細胞接着 / ペクチン / ホウ素 / 細胞壁

Research Abstract

高等植物の生殖過程には、細胞壁マトリックス糖鎖を介した細胞接着が様々な場面で要求されるが、その生合成メカニズムと機能に関する知見が極めて乏しいのが現状である。申請者は現在までに、半数体タバコを用いた培養系による変異体作出系を開発することにより、これらの現状を打破することに成功し、細胞接着のみならず生殖過程にも重要であるペクチン糖鎖関連遺伝子を複数同定した。これらの遺伝子の生殖過程における詳細なメカニズムと機能を明らかとすることで、ペクチン糖鎖の生殖過程における役割を解明する、また、この変異体作出系を用いれば、生殖過程に必須な新規細胞壁マトリックス糖鎖関連因子を新規に同定出来ることが予想される。以上の研究を遂行することにより、高等植物の細胞壁マトリックス糖鎖関連遺伝子の生殖過程における役割を明らかにすることを目的としている。
グリシンリッチプロテイン(GRP)を欠損変異体の調査を行った。葯について調査したところ、タペート組織が存在する時期には既に花粉粒には異常が確認されたことから、四分子期以前にGRPが何らかの機能を有していると予想している。また、種子の様子を観察した結果、発達自体も遅いが、葉原基分化期と予想される時期で発達が停止していることがわかった。以上の結果より、OsGRP2は種子発達に重要であることが考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Expression and functions of myo-inositol monophosphatase family genes in seed development of Arabidopsis. (2011)
  • Author(s): Sato Y, Yazawa K, Yoshida S, Tamaoki M, Nakajima N, Iwai H, Ishii T, Satoh
  • Journal Title: J.Plant Research Volume: (印刷中)
  • NAID: 10028258177
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Purification and Biochemical Characterization of Recombinant Rice UDP-Arabinopyranose Mutase Generated in Insect Cells (2010)
  • Author(s): Tomoyuki KONISHI, Yasumasa MIYAZAKI, Seiyei YAMAKAWA, Hiroaki IWAI, Shinobu SATOH, Tadashi ISHII
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: 74 Pages: 191-194
  • NAID: 10027550650
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rice Reproductive Expression Atlas : The Deepest Transcriptome Analysis In Reproductive Development Of Rice Plant &Cell Physiology (2010)
  • Author(s): Fujita M, Horiuchi Y, Ueda Y, Mizuta Y, Kubo T, Yano K, Yamaki S, Tsuda K, Nagata T, Niihama M, Kato H, Kikuchi S, Hamada K, Mochizuki T, Tshimizu I, Iwai H, Tsutsumi N, Kurata N
  • Journal Title: Plant Cell Phvsiol Volume: 51(12) Pages: 2060-2081
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Purification and Biochemical Characterization of Recombinant Rice UDP-Arabinopyranose Mutase Generated in Insect Cells (2010)
  • Author(s): Tomoyuki KONISHI, Yasumasa MIYAZAKI, Seiyei YAMAKAWA, Hiroaki IWAI, Shinobu SATOH, Tadashi ISHII
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 74 Pages: 191-194
  • NAID: 10027550650
  • Peer Reviewed
• [Presentation] トマトの果実形成期における果実組織の細胞壁多糖分布変化 (2011)
  • Author(s): 寺尾梓, 兵頭洋美, 古川純, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 第52回植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] トマト果実成熟過程におけるペクチン-Ca架橋による組織特異的な物性の変化 (2011)
  • Author(s): 兵頭洋美, 寺尾梓, 古川純, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 第52回植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] タペータム形成に重要なイネの細胞壁タンパク質・グリシンリッチプロテインの解析 (2011)
  • Author(s): 武部尚美, 中村敦子, 住吉美奈子, 古川純, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 第52回植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] イネ細胞壁のL-アラビノフラノース残基は植物の生長と生殖に関与する (2011)
  • Author(s): 青原勉, 古西智之, 伊ヶ崎知弘, 林徳子, 宮崎安将, 高橋章, 廣近洋彦, 岩井宏暁, 石井忠
  • Organizer: 第52回植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] トマトの落花・落果期における離層の細胞壁多糖分布変化 (2011)
  • Author(s): 寺尾梓, 古川純, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 第52回植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] 各成熟段階のトマト果実からアスコルビン酸により可溶化される細胞壁ペクチンの組織別分析 (2010)
  • Author(s): 和田加奈子・兵頭洋美・寺尾梓・古川純・佐藤忍・岩井宏暁
  • Organizer: 平成22年度園芸学会秋季大会
  • Place of Presentation: 大分大学(大分市)
  • Year and Date: 2010-09-20
• [Presentation] ナス科果実の類似組織における果実成熟に伴うペクチン分解関連酵素活性の比較 (2010)
  • Author(s): 兵頭洋美・古川純・佐藤忍・岩井宏暁
  • Organizer: 平成22年度園芸学会秋季大会
  • Place of Presentation: 大分大学(大分市)
  • Year and Date: 2010-09-20
• [Presentation] ケイ素がイネ細胞壁構成糖に与える影響 (2010)
  • Author(s): 山本剛史, 古川純, 中村敦子, 岩井宏暁, 石井忠, 馬建鋒, 横山隆亮, 西谷和彦, 佐藤忍
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学(愛知県春日井市)
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] 生殖組織の発達に重要なイネの細胞壁タンパク質グリシンリッチプロテインの解析 (2010)
  • Author(s): 武部尚美, 中村敦子, 住吉美奈子, 古川純, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学(愛知県春日井市)
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] アラビノフラノシダーゼ遺伝子過剰発現イネの表現型解析 (2010)
  • Author(s): 住吉美奈子, 中村敦子, 古川純, 石井忠, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学(愛知県春日井市)
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] アラビノース糖鎖合成関連遺伝子の発現様式とRNAi発現抑制体の細胞壁分析 (2010)
  • Author(s): 稻村拓也, 本多秀行, 中村敦子, 古川純, 小西照子, 石井忠, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学(愛知県春日井市)
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] トマトの子房から果実への変遷期における細胞壁多糖分布の変化 (2010)
  • Author(s): 寺尾梓, 兵頭洋美, 古川純, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学(愛知県春日井市)
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] トマト果実成熟過程における組織特異的なペクチン構成糖とメチル化度の変化 (2010)
  • Author(s): 兵頭洋美, 寺尾梓, 古川純, 佐藤忍, 岩井宏暁
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学(愛知県春日井市)
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] Analysis of the Phenotype of Polygalacturonase Over-expressed Rice. (2010)
  • Author(s): Junya Sato, Atsuko Nakamura, Jun Furukawa, Ryusuke Yokoyama, Kazuhiko Nishitani, Tadashi Ishii, Shinobu Satoh, Hiroaki Iwai
  • Organizer: 21^<st> International Conference on Arabidops is Research
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2010-06-09
• [Presentation] Expression and functions of cell wall matrix genes in tobacco and rice (2009)
  • Author(s): Hiroaki Iwai, Atsuko Nakamura, Jyunya Satoh, Jun Frukawa, Tadashi Ishii, Shinobu Satoh
  • Organizer: The 5^<th> Germany-Japan Binational Seminar From Photoreaction to Biomass : Phototrophs in Ecosystems and Biotechnology
  • Place of Presentation: Tsukuba, Ibaraki, JAPAN
  • Year and Date: 2009-06-06
• [Remarks]
  • URL: http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/iwaihomepage/hiroiwaiindex.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/iwaihomepage/hiroiwaiindex.html