植物の形態形成に於ける細胞壁構築遺伝子群(XRP)の役割の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440221
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 西谷 和彦 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60164555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 隆亮 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90302083) ; 神阪 盛一郎 富山大学, 理学部, 教授 (60047214)
• Keywords: 細胞壁 / キシログルカン / エンド型キシログルカン転移酵素 / 遺伝子ファミリー

Research Abstract

ゲノムプロジェクトの完了により、シロイヌナズナには33種類のXRP遺伝子の存在が明らかになった。これら全ての遺伝子の発現について、器官特異性及び植物ホルモン応答性をリアルタイムRT-PCR法により解析した。この結果、全てのXRP遺伝子が固有の発現パターンを示すことが明らかになった。4種の遺伝子(EXGT-A1,XTR2,EXGT-A3,XTR4)については、in situハイブリダイゼーションを用いて発現組織、細胞の詳細な解析を行った。5種類の遺伝子(EXGT-A1,EXGT-A3,EXGT-A4,XTR2,XTR3)については、プロモーター領域とGFP遺伝子を連結した融合遺伝子を導入した形質転換植物体を作成し、解析を進めた。このうち、EXGT-A1については細胞壁構築の盛んな側根原基と師部で特異的に高発現していることを確認した。また2種の遺伝子(XTR2,TCH4)に関する突然変異体をかずさDNA研究所のT-DNAタグラインのスクリーニングより単離した。他のXRP遺伝子突然変異体(EXGT-A3,XTR4,XTR18)とともに、これらの突然変異体の表現型を解析した結果、EXGT-A3突然変異体については、抽台の遅延等の表現型を確認した。
また最初にXRP遺伝子としてアズキより単離されたEXGT-V1及びV2遺伝子の発現をin situハイブリダイゼーション法により解析した。組織化学的手法により、EXGT-V1,V2の発現組織は、一次細胞壁が肥厚している厚角組織であることを確認した。厚角組織特異的な発現パターンを促すプロモーター構造を明らかにするため、EXGT-V1のプロモーター領域をアズキのゲノムより単離した。

Research Products

• [Publications] Ryusuke Yokoyama: "Functional Diversity of Xyloglucan-Related Proteins and its Implications in the Cell Wall Dynamics in Plants"Plant Biology. 2. 598-604 (2000)
• [Publications] Ryusuke Yokoyama: "Endoxyloglucan Transferase is Localized both in Cell Plate and Secretory Pathway Destined for the Apoplast in Tobacco Cells"Plant and Cell Physiology. 42(in press). (2001)
• [Publications] Kazuhiko Nishitani: "Japanese Scientific Societies Press"Endoxyloglucan transferase in "Glycoenzymes". 3 (2000)