2004 Fiscal Year Annual Research Report
異種植物間における細胞間連絡の形成機構-ネナシカズラ寄生根の分化誘導系の開発
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16657012
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
山田 恭司 富山大学, 理学部, 教授 (70200714)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若杉 達也 富山大学, 理学部, 助教授 (10212317)
唐原 一郎 富山大学, 理学部, 助手 (60283058)
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| Keywords | 寄生根 / 寄生植物 / 細胞間連結 / ネナシカズラ / プラスモデスマータ / 原形質連絡 |
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| Research Abstract |
ネナシカズラの寄生根組織が分化して宿主組織との間に細胞間連絡を形成する機構を解明するために以下の研究をおこなった。
1)棒状の寒天や棒状に丸めた濾紙に栄養分・水分を含ませたものを人工宿主として用い、ネナシカズラ芽生えを寄生させた。人工宿主中での寄生根の発達をエンドウの茎に寄生させた場合と比較した結果、エンドウの茎では寄生根の先端部域から吸収糸が分化し宿主の維管束に接着するのに対して、人工宿主では、寄生根組織の先端の細胞は吸収糸を分化させることはなかった。さらに、乾燥させたエンドウの茎に栄養分を含ませたものや凍結融解したエンドウの茎に対しても寄生させて寄生根の発達を調べたところ、これらの場合においても寄生根先端部での吸収糸の分化は観察されなかった。以上の結果から、寄生根組織が分化して吸収糸を形成し宿主と細胞間連絡するためには、生きた植物細胞との何らかの相互作用が必要であることが示唆された。
2)寄生根の分化のマーカーとして、プラスモデスマータに関連したタンパク質のうちアクチンとカルレテキュリン、水やショ糖の輸送に関わるアクアポリンとショ糖トランスポーター、さらに維管束形成に関わるホメオドメインタンパク質の各遺伝子のcDNAを単離して、寄生根形成過程における発現を調べた。その結果、アクチンとカルレテキュリン両遺伝子ともRNAレベルでの発現は寄生根形成過程を通じてほぼ一定だった。アクアポリンとショ糖トランスポーターでは寄生根が宿主に侵入した後に発現の上昇が認められたものがあり、これらのタンパク質が宿主からの水やショ糖の輸送に関わっていることを示唆している。維管束形成に関わるホメオドメインタンパク質は寄生根形成初期に遺伝子発現が一過的に上昇していたが、これらが宿主に寄生後に寄生根内で維管束が形成される過程に関与しているか否かは不明だった。
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