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2020 Fiscal Year Research-status Report

花粉壁エキシンの立体構造の構築における多糖の役割

Research Project

Project/Area Number 18K06281
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

石黒 澄衛  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (50260039)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords花粉 / 細胞壁 / シロイヌナズナ / 突然変異体 / タペート細胞 / ペクチン / キシラン / アラビノガラクタンタンパク質
Outline of Annual Research Achievements

エキシンの構成成分はスポロポレニンと呼ばれる脂質性のポリマーで、花粉形成の初期には花粉自身が、後期には花粉を取り囲む葯壁の細胞であるタペート細胞が合成する。したがって、タペート細胞で合成されたスポロポレニン前駆物質を花粉表面に運ぶしくみが存在すると考えられているがその実体はよくわかっていない。以前同定したシロイヌナズナのエキシン形成突然変異体と共発現する遺伝子の遺伝子破壊株を取り寄せて解析したところ、エキシンの網目が断裂する表現型を示すことがわかった。この遺伝子はタペート細胞で強く発現する遺伝子であった。さらに、ゲノム中にもう一つあるホモログ遺伝子もゲノム編集で破壊した二重変異体を作出したところ、より顕著な異常が観察された。これらのタンパク質は多糖やスポロポレニン前駆体と複合体を形成し、タペート細胞から花粉表面へのスポロポレニンの輸送に関係している可能性がある。この可能性について引き続き検討を進める。
この二重変異体ではエキシンの構造は大きく変化するが自殖種子は正常に形成される。このことから、エキシンの構造変化は花粉の稔性には関係ないとも考えられる。しかし、シロイヌナズナでは開花時に葯と柱頭が直接接触し、風や送粉者がなくても自家受粉できるため、花粉が一定時間環境に放置されるような状況はまれである。環境中に一定時間置いた変異体の花粉では稔性に影響が生じていないかどうかなど、よく検証する必要がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍の影響で思うように実験できない時期があり、十分な成果に至らなかったため研究期間を延長することとした。しかし、限られた時間の中での研究としては一定程度の成果を上げることはできたと考えている。

Strategy for Future Research Activity

網目状エキシンの構造形成に多糖モジュールが大きく寄与していること、およびタペート細胞での多糖の合成がエキシンの発達に必要であることを示し、研究を取りまとめる。

Causes of Carryover

コロナ禍で研究活動を抑制および中断していた時期があり、その間は支出額も抑えられていたため余剰額が発生することとなった。研究そのものにも遅れを生じたため研究期間を1年延長することとし、繰り越された研究費で研究を行なって取りまとめる。

  • Research Products

    (2 results)

All 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] 上海交通大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      上海交通大学
  • [Journal Article] NERD1 is required for primexine formation and plasma membrane undulation during microsporogenesis in Arabidopsis thaliana2020

    • Author(s)
      Xu Dawei、Mondol Palash Chandra、Ishiguro Sumie、Shi Jianxin、Zhang Dabing、Liang Wanqi
    • Journal Title

      aBIOTECH

      Volume: 1 Pages: 205~218

    • DOI

      10.1007/s42994-020-00022-1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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