2002 Fiscal Year Annual Research Report

篩部伴細胞での遺伝子発現制御が植物体内の物質長距離移行に及ぼす影響の解析

Research Project

Project/Area Number	12460029
Research Institution	THE UNIVERSITY OF TOKYO
Principal Investigator	林浩昭東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (60180973)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤原徹東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80242163) 山谷知行東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (30144778)
Keywords	篩管 / 伴細胞 / 遺伝子発現 / イネ / 転流 / 長距離移行
Research Abstract	本申請研究では,飾管内あるいは伴細胞内に存在するタンパク質の同定を進め,これらの伴細胞-篩管間移行および篩管内移行過程を明らかにすること、また,伴細胞で発現レベルを変化させた形質転換植物を作成し,篩管内における目的タンパク質量の変化を明らかにし,篩管転流の量的質的変化を追跡することを目的としている。 1.伴細胞で発現させたタンパク質の篩管への移行過程の追跡----成熟葉で篩部伴細胞で強い発現を示すプロモーターであるイネチオレドキシンhプロモーターの下流に、外来タンパク質をコードする遺伝子を連結し、これをイネに導入した。形質転換イネより、インセクトレーザー法により、純粋な篩管液を採取し、発現した外来タンパク質がどのくらいの濃度で篩管内に存在しているかを測定した。また、同じ植物の葉の可溶性タンパク質を抽出し、同様に導入遺伝子産物含量を求めた。あるタンパク質の篩管内濃度をそのタンパク質の葉での存在量で割った値は、このタンパク質が伴細胞から篩管への移行の程度を表す指標となると考えた(対象としているタンパク質は伴細胞に多く存在しているので)。この値を、内在性篩管タンパク質と比べると、外来タンパク質は有為に小さな値を持つことが分かった。このことは、内在性の篩管液タンパク質は、積極的に篩管内へ放出されていくことを示唆している。さらに研究を継続している。 2.篩管タンパク質の同定と機能篩管内に存在するクンパク質の同定は,インセクトレーザー法により得られた純粋な篩管液を大量に(1ml程度)採取し,そのタンパク質を2次元電気泳動で分離した後,それぞれのタンパク質のN端アミノ酸配列を明らかにする手法を用いた。これまで同定された篩管液タンパク質のうち、31kDaのタンパク質は、地上部の伴細胞と篩管に局在することが明らかになった。また、篩管内の方が、伴細胞よりも高濃度に存在していることが分かった。研究をさらに継続している。 3.篩管内イオンとして、Cdが篩管内に存在しうることを併せて明らかにした。 4.維管束系での遺伝子発現と窒素代謝に関して、特に、GS, GOGAT, OsAMT2に関して関連論文を発表した。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] Hayashi et al.: "Proteins in the sieve element-companion cell complexes ; their detection, localization and Possible functions"Aust. J. Plant Physiol.. 27. 489-496 (2000)
[Publications] Ishiwatari et al.: "In situ hybridization study of the rice phloem thioredoxin h mRNA -possible involvement in the differentiation of vascular tissues"Physiologia Plantarum. 109. 90-96 (2000)
[Publications] Saze et al.: "Thioredoxin mediated reductive activation of a protein kinase for the regulatory phosphorylation of C4-form phosphoenolpyruvate carboxylase from maize"Plant Cell Physiol.. 42. 1295-1302 (2001)
[Publications] Yamaya et al.: "Genetic manipulation and quantitative-trait loci mapping for nitrogen recycling in rice"J. Exp. Botany. 53. 917-925 (2002)
[Publications] Suenaga et al.: "Constitutive expression of a novel-type ammonium transporter OsAMT2 in rice Plants"Plant Cell Physiol.. 44. 206-211 (2003)
[Publications] Hayakawa et al.: "Organization and structure of ferredoxin-dependent glutamate synthase gene from rice plants"Plant Biotechnol.. (In press). (2003)
[Publications] Tanaka et al.: "Cadmium concentrations in the phloem sap of rice plants (Oryza sativa L. ) treated with a nutrient solution containing cadmium"Soil Sci. Plant Nutr.. (In press). (2003)
[Publications] 林浩昭: "植物細胞工学分担執筆維管束の構造と物質の輸送"秀潤社. 7 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

篩部伴細胞での遺伝子発現制御が植物体内の物質長距離移行に及ぼす影響の解析

Principal Investigator

林 浩昭 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (60180973)

Research Products

[Publications] Hayashi et al.: "Proteins in the sieve element-companion cell complexes ; their detection, localization and Possible functions"Aust. J. Plant Physiol.. 27. 489-496 (2000)

[Publications] Ishiwatari et al.: "In situ hybridization study of the rice phloem thioredoxin h mRNA -possible involvement in the differentiation of vascular tissues"Physiologia Plantarum. 109. 90-96 (2000)

[Publications] Saze et al.: "Thioredoxin mediated reductive activation of a protein kinase for the regulatory phosphorylation of C4-form phosphoenolpyruvate carboxylase from maize"Plant Cell Physiol.. 42. 1295-1302 (2001)

[Publications] Yamaya et al.: "Genetic manipulation and quantitative-trait loci mapping for nitrogen recycling in rice"J. Exp. Botany. 53. 917-925 (2002)

[Publications] Suenaga et al.: "Constitutive expression of a novel-type ammonium transporter OsAMT2 in rice Plants"Plant Cell Physiol.. 44. 206-211 (2003)

[Publications] Hayakawa et al.: "Organization and structure of ferredoxin-dependent glutamate synthase gene from rice plants"Plant Biotechnol.. (In press). (2003)

[Publications] Tanaka et al.: "Cadmium concentrations in the phloem sap of rice plants (Oryza sativa L. ) treated with a nutrient solution containing cadmium"Soil Sci. Plant Nutr.. (In press). (2003)

[Publications] 林 浩昭: "植物細胞工学 分担執筆 維管束の構造と物質の輸送"秀潤社. 7 (2003)

林浩昭東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (60180973)

[Publications] 林浩昭: "植物細胞工学分担執筆維管束の構造と物質の輸送"秀潤社. 7 (2003)