Functions of cell wall polysaccharides and glycoproteins in the cell functions, development and differentiation in plant

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Plant cell wall as information-processing system
• Project/Area Number: 24114006
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 佐藤 忍 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70196236)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 円谷 陽一 埼玉大学, 理工学研究科, 名誉教授 (10142233) ; 小竹 敬久 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20334146) ; 岩井 宏暁 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30375430)
• Project Period (FY): 2012-06-28 – 2017-03-31
• Keywords: 細胞壁多糖 / 細胞壁タンパク質 / 発生分化 / 組織癒合 / アポプラスト

Outline of Annual Research Achievements

１.ペクチンアラビノース側鎖が花粉細胞壁の形成発達に、雌しべにおけるペクチンのメチル化度調節が花粉管メカニカルガイダンスに重要であることが示された。ラミナジョイント発達など、新規機能をもつ細胞壁タンパク質THRGPを同定した。Ca欠乏下のトマト果実では、果皮の側鎖を持つペクチン量の減少に伴い硬度が上昇するなどの変化が観察された。また、器官脱離時の離層においてエクスパンシン、XTHによる特徴的な細胞壁の再編が生じることが示された。
２.花茎の組織癒合では、癒合の後期および初期に発現するPlasmodesmata callose binding protein (PDCB)が癒合の細胞分裂に関与することが判明した。一方、ポプラの根では冬季に増加する導管液タンパク質（XSP25,XSP24）やグルコースの産生に関与するショ糖排出輸送体(SWEET)や細胞壁インベルターゼ(CIN)の遺伝子発現が短日や低温およびABAによって誘導され、根におけるショ糖やブドウ糖、果糖の含量も短日や低温で増加することが判明した。
３.AGP糖鎖主鎖であるβ-1,3-ガラクタンを破壊した植物は胚軸や子葉の表皮細胞が丸く膨れ、組織形態が異常になっていた。また、表層微小管を観察したところ、配向が著しく乱れていた。これらの結果から、細胞表層（細胞膜外側）のAGPと細胞内部の表層微小管との間に何らかの連絡があり、特にAGPの糖鎖がこの制御で重要な働きをすることが示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The AMOR arabinogalactan sugar chain induces pollen-tube competency to respond to ovular guidance. (2016)
  • Author(s): Mizukami A.G., Inatsugi R., Jiao J., Kotake T., Kuwata K., Ootani K., Okuda S., Sankaranarayanan S., Satoo Y., Maruyama D., Iwai H., Garnaux E., Sato C., Kitajima K., Tsumuraya Y., Mori H., Yamaguchi J., Itami K., Sasaki N., and Higashiyama T.
  • Journal Title: Curr. Biol. Volume: 26 Pages: 1091-1097
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.02.040
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of a xylem sap germin-like protein and its expression under short-day and non-freezing low-temperature conditions in poplar root. (2016)
  • Author(s): Aohara T., Mizuno H., Kiyomichi D., Abe Y., Matsuki K., Sagawa K., Mori H., Iwai H., Furukawa J., Satoh S.
  • Journal Title: Plant Biotechnol. Volume: 33 Pages: 123-127
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.16.0411a
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ポプラ根の成長と導管液中の糖に関連する遺伝子の発現に対する日長及び温度の効果 (2016)
  • Author(s): 鈴木陽佳、青原勉、古川純、佐藤忍
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] イネのラミナジョイント形成における細胞壁構造タンパク質THRGPの機能解析 (2016)
  • Author(s): 渡辺朝美，宮下彩，住吉美奈子，鎌田志保美、中村敦子， 佐藤忍，岩井宏暁
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] トマト果実軟化過程の細胞壁代謝におけるCa欠乏の影響 (2016)
  • Author(s): 宮地桃子、胡清、瀧沢彩水、兵頭洋美、山崎友、古 川純、櫻井直樹、佐藤忍、岩井宏暁
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] AGP糖鎖に作用するGH27ファミリーのβ-L-アラビノピラノシダーゼ (2016)
  • Author(s): 小竹敬久、今泉知枝美、戸松遥美、北澤仁成、吉見 圭永、芝野誠二、金子哲、Paul Dupree、円谷陽一
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] 特異的なガラクタナーゼの誘導発現系を利用したAGPの生理機能の解析 (2016)
  • Author(s): 吉見圭永、吉村真美、八鍬頼誠、芝野誠二、出嫌層 丈、澁谷直人、円谷陽一、小竹敬久
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Remarks] 佐藤忍研究室
  • URL: http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/shinobuhomepage/SSindex.html
• [Remarks] 岩井宏暁研究室
  • URL: http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/iwaihomepage/hiroiwaiindex.html
• [Remarks] 生体物質研究室
  • URL: http://park.saitama-u.ac.jp/~seitaibusshitsu/index.html