植物細胞形態形成におけるリン脂質シグナルの役割

• Project Area: Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
• Project/Area Number: 21027020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 青山 卓史 京都大学, 化学研究所, 教授 (80202498)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000); Fiscal Year 2010: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2009: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: 根毛 / ホスホイノシタイド / ホスファチジン酸 / 細胞形態形成 / ホスホリパーゼD / PIPキナーゼ / 細胞極性 / G-タンパク質 / ホスホイノシチド

Research Abstract

1)根毛伸長におけるPIP5KおよびPI(4.5)P_2の重要性を検証するため、根毛伸長に関わるPIP5K遺伝子であるPIP5K2、PIP5K3、PIP5K4のリン酸欠乏時の根毛伸長促進における役割を解析した。それぞれの変異体pip5k2、pip5k3、pip5k4を調べたところ、pip5k3およびpip5k4でリン酸欠乏に対する根毛伸長の応答性が野生型に比べて有意に低下していることが判った。pip5k3およびpip5k4の応答性の低下はそれぞれの野生型遺伝子を含むゲノム断片を導入することにより回復したが、それらのプロモーター中のPHR1の認識塩基配列に改変を加えたゲノム断片pip5k3mpおよびpip5k4mpの導入では回復しなかった。
2)PIP5K3-RFP融合タンパク質とYFP-ROP2融合タンパク質を、共に根毛特異的な活性を持つEXPANSIN7遺伝子のプロモーターを用いて発現させたところ、根毛伸長が単独の融合タンパク質の発現よりも促進されるだけでなく、根毛の分岐が起こるなど根毛形態における協調的な表現型が観察された。
3)PLDZ1遺伝子の上流配列を特異的に認識する人工Znフィンガーを設計し、それを用いた転写抑制因子遺伝子ZFA-SRDXを作成した。ZFA-SRDXをGL2遺伝子のプロモーターを用いて発現した結果、葉の表皮においてトライコームの発生が完全に阻害された。この表現型はZFA-SRDXの認識塩基配列を持たない改変PLDZ1遺伝子pldzlmpの導入によって相補された。

Research Products

• [Journal Article] A novel factor FLOURY ENDOSPERM2 is involved in regulation of rice grain size and starch quality. (2010)
  • Author(s): She, K.-C., et al.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 10 Pages: 3280-3294
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Control of endoreduplication of trichome by RPT2a, a subunit of the 19S proteasome in Arabidopsis. (2010)
  • Author(s): Sato, K., et al.
  • Journal Title: J.Plant Res. Volume: 123 Pages: 701-706
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of Arabidopsis thaliana phospholipase Dζ2 in root hydrotropism. (2010)
  • Author(s): Taniguchi, Y.Y., et al.
  • Journal Title: Planta 231 Pages: 491-497
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 根毛形成における極性の確立・維持機構:リン脂質シグナルに焦点を当てて (2009)
  • Author(s): 草野博彰、青山卓史
  • Journal Title: 蛋白質・核酸・酵素 54 Pages: 649-655
• [Presentation] Regulatory mechanism for shaping plant cells. (2010)
  • Author(s): Aoyama T.
  • Organizer: International Symposium on "Young Researcher Global Leader Training Program" Shizuoka University
  • Place of Presentation: Hamamatsu. Japan(招待講演)
  • Year and Date: 2010-10-07
• [Presentation] Biological function of the Arabidopsis PX-PH-type phospholipases, PLDζ1 and PLDζ2 (2009)
  • Author(s): Taniguchi, Y.Y, et al..
  • Organizer: The 3rd Asian Symposium on Plant Lipids
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
• [Remarks]
  • URL: http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/aoyama+takashi