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2009 Fiscal Year Annual Research Report

初期受粉過程における生殖障壁の分子解析

Planned Research

Project AreaGenome Barriers in Plant Reproduction
Project/Area Number 18075008
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

高山 誠司  Nara Institute of Science and Technology, バイオサイエンス研究科, 教授 (70273836)

Keywords受粉 / アブラナ科植物 / カルシウム / アクアポリン / 乳頭細胞 / 花粉 / マイクロアレイ / 情報伝達
Research Abstract

1. 「和合シグナル」検出系の確立とシグナル分子性状解析
「和合シグナル」活性を定量的に追跡するために、[Ca^<2+>]センサー色素を含ませた微小ビーズを用いる新たな検出系を確立した。Brassica rapa花粉表層物質を分画し、本系により活性を追跡したところ、脂溶性画分と水溶性画分の両者が「和合シグナル」活性に必要であることが判明した。また、Arabidopsis thalianaを変異原処理し、不稔性株の収集を進めた。これら不稔性株の中から「和合シグナル」の情報伝達系に変異を持つ株の探索を開始した。
2. 「和合シグナル」により誘導される水/Ca^<2+>輸送経路の解明
乳頭細胞から花粉への水の供給にアクアポリン分子(PIPs)の関与が示唆されてきたが、実際に機能する分子種は特定できていない。そこで、乳頭細胞をレーザーマイクロダイセクション法により回収し、マイクロアレイにより本組織で高発現のPIP分子種を複数特定した。これらPIP分子種は、いずれも受粉前後で発現レベルが変動しないことが示され、水の輸送調節が発現後調節により行われていることが示唆された。一方、同じくマイクロアレイ解析により、柱頭において受粉後に発現上昇するCa^<2+>輸送体(ACAs)の分子種が複数同定された。その内の一分子種について、酵母変異体を用いた相補実験により、実際Ca^<2+>輸送活性を持つことが確認された。
3. 和合受粉時における花粉管内Ca^<2+>動態の解析
和合受粉時の花粉管内のCa^<2+>動態を明らかにする目的で、Ca^<2+>センサー蛋白質YC3.6を花粉内に発現させた。従来よりin vitro培養花粉管先端ではCa^<2+>オシレーションが観察され、これが花粉管の伸長に必須であると考えられてきたが、in vivoの状態で乳頭細胞壁内を伸長する花粉管にはオシレーションが観察されないという、通説を覆す結果を得た。

  • Research Products

    (14 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Novel self-compatible lines of Brassica rapa L.isolated from the Japanese bulk-populations2010

    • Author(s)
      Isokawa, S.
    • Journal Title

      Genes Genet. Syst. (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fine-tuning of the cytoplsmic Ca^<2+> concentration is essential for pollen tube erowth2009

    • Author(s)
      Iwano, M.
    • Journal Title

      Plant Physiol. 150

      Pages: 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アブラナ科植物の受粉時におけるアクアポリンの役割2010

    • Author(s)
      小川宣仁
    • Organizer
      第51回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20100318-20100321
  • [Presentation] Analysis of molecular mechanism of self-incompatibility in the Brassicaceae2010

    • Author(s)
      Lao, X.
    • Organizer
      第51回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20100318-20100321
  • [Presentation] アブラナ科植物の雌ずい乳頭細胞で発現する遺伝子群の解析2010

    • Author(s)
      大原圭子
    • Organizer
      第51回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20100318-20100321
  • [Presentation] Self-incompatibility signaling in the Brassicaceae2010

    • Author(s)
      Takayama, S.
    • Organizer
      International Symposium of Cell-Cell Communication in Plant Reproduction
    • Place of Presentation
      Nara, Japan
    • Year and Date
      20100311-20100312
  • [Presentation] Fine tuning of the cytoplasmic calcium concentration is essential for pollen tube growth2009

    • Author(s)
      Iwano, M.
    • Organizer
      9th International Plant Molecular Biology
    • Place of Presentation
      St.Louis, USA
    • Year and Date
      20091025-20091030
  • [Presentation] Self-incompatibility signaling in Brassica2009

    • Author(s)
      Takayama, S.
    • Organizer
      Symposium "Pollen/Self-incompatibility" in 9th International Plant Molecular Biology (IPMB)
    • Place of Presentation
      St.Louis, USA
    • Year and Date
      20091025-20091030
  • [Presentation] Three dimensional analysis of the vacuolar atructure in papilla cells during self- and cross-pollination in Brassicaceae2009

    • Author(s)
      Iwano, M.
    • Organizer
      6th International Symposium on Electron Microscopy in Medicine and Biology 2009
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      20090916-20090918
  • [Presentation] バイオイメージングによるアブラナ科植物アロ認証機構の解析2009

    • Author(s)
      岩野恵
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会ワークショップ
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2009-12-10
  • [Presentation] アブラナ科植物におけるアロ認識機構2009

    • Author(s)
      岩野恵
    • Organizer
      第82回日本生化学会,シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2009-10-23
  • [Presentation] 被子植物が自家受精を回避するメカニズム2009

    • Author(s)
      高山誠司
    • Organizer
      平成21年度日本動物学会中部支部大会公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-08-01
  • [Book] "Self-incompatibility system in flowering plant" in Plant Developmental Biology-Biotechnological Perspectives, Vol.12010

    • Author(s)
      Kaothien-Nakayama, P.
    • Total Pages
      459-485
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks]

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/takayama/index.html

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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