2017 Fiscal Year Annual Research Report
Role of epidermis in twisting growth of axial organs
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16K14755
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
橋本 隆 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (80180826)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シロイヌナズナ / 根 / ねじれ / 微小管 / チューブリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では植物軸器官の方向性をもつねじれ現象の解説する２つのモデル（表皮細胞主導型伸長モデルと細胞層間偏差伸長調整モデル）を検証するために、シロイヌナズナ根の細胞層特異的に微小管制御因子や細胞伸長制御因子を発現させ、根伸長表現型を解析した。
１）βチューブリン優勢変異とGFP融合たんぱく質、TUB6(S95F)-GFP、をWRKY72プロモーターを用いて根表皮細胞特異的に発現させた植物体で、根の表皮細胞が強く右巻きにねじれ、表層微小管が弱い左巻きヘリックス構造を取ることを前年度に報告した。この植物体系統をさらに解析したところ、GFP蛍光とねじれ表現型が連鎖しないことが判明した。さらなる解析の結果、右ねじれを示すtub4(P287L)変異株とこの変異株にGFP-TUB6（野生型）を形質転換した植物系統が混在しており、他の実験で作製していた植物集団を取り違えていた。
２）再度、シロイヌナズナ野生株に表皮細胞特異的にTUB6(S95F)-GFPを発現させたT1およびT2植物を作製したところ、GFP蛍光を示し根がねじれて伸長する植物体は観察されなかった。従って、現時点では表皮細胞主導型伸長モデルを支持する実験結果は得られていない。
３）根各細胞層の細胞の形、大きさ、配置を詳細に観察するために、GFP融合細胞膜たんぱく質マーカーを用いたライブイメージングと改変PI染色法による観察を行った。ライブイメージングでは細胞層により蛍光強度のばらつきがあり、一部の細胞タイプで3次元立体構築が困難であった。改変PI染色法では野生株と各種ねじれ変異株において良好な細胞形態データが取得でき、細胞伸長開始とともに細胞軸のねじれが始まり、内外の細胞軸間のずれはみられなかった。また、根毛分化細胞と非分化細胞でねじれに伴う細胞肥大に違いが見られた。
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