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2008 Fiscal Year Annual Research Report

生殖器官形成における細胞壁構築関連遺伝子群の機能解析

Research Project

Project/Area Number 19043003
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

横山 隆亮  Tohoku University, 大学院・生命科学研究科, 講師 (90302083)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西谷 和彦  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (60164555)
Keywords細胞壁 / 生殖機能 / 遺伝子ファミリー / キシログルカン / 雄蕊
Research Abstract

シロイヌナズナのXTH遺伝子ファミリーのメンバーの中で、AtXTH28遺伝子だけが自動自家受粉の能力に寄与する雄蕊形成に寄与していることを明らかにした。AtXTH28遺伝子が欠損した突然変異体(atxth28)の花においては、自家受粉の効率が下がることにより、稔性が低下する。本研究によって、atxth28の花では、雄蕊の花糸が適切なタイミングで伸長していないこと、雄蕊が雌蕊から離れていること、葯の裂開面が柱頭に向いていないことが明らかになった。以上の3つの原因によって、atxth28では、生殖時期に葯と柱頭の空間的な位置が離れ、自動自家受粉ができないことが証明された。またAtXTH28遺伝子の詳細な発現解析を行ったところ、葯と花糸の接合部、花糸の維管束、花糸と花托の接合部で強い発現が確認された。以上の結果から、AtXTH28が、自家受粉のために必要な雄蕊の形態形成を担う細胞壁構築・再編過程で機能していることが明らかになった。また遺伝子発現プロファイル情報を利用して、AtXTH28遺伝子と共発現する細胞壁関連遺伝子を解析したところ、2次細胞壁構築に関わるセルロース合成遺伝子と協調的に働いていることが示された。
雄蕊形成におけるXTHの機能について、植物種間での普遍性を調べるため、シロイヌナズナとは異なる多糖類から成る細胞壁を持つイネのXTHを解析した。この結果、AtXTH28と同じXTH遺伝子サブファミリー(クラスIII)に属するOsXTH19が雄蕊の花糸に局在することが明らかになった。またOsXTH19がシロイヌナズナのクラスIIIXTHと同じ酵素活性を持つことをin vitroの解析で明らかにした。

  • Research Products

    (9 results)

All 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] The AtXTH28 gene, a xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase, is involved in automatic self-pollination in Arabidopsis thaliana2009

    • Author(s)
      Kasumi Kurasawa
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology 50

      Pages: 413-422

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シロイヌナズナの花茎形成におけるペクチンメチルエステラーゼの機能2009

    • Author(s)
      佐藤香梨
    • Organizer
      第50回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-03-24
  • [Presentation] イネのキシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)の機能解析2009

    • Author(s)
      原吉直
    • Organizer
      第50回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-03-24
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケの新規エンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)遺伝子群の解析2009

    • Author(s)
      横山隆亮
    • Organizer
      第50回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-03-24
  • [Presentation] シロイヌナズナの細胞壁関連タンパク質の分解・回収機構の解明2008

    • Author(s)
      原田晋吾
    • Organizer
      日本植物学会東北支部第21回福島大会
    • Place of Presentation
      福島
    • Year and Date
      2008-12-13
  • [Presentation] シロイヌナズナ花茎におけるペクチンメチルエステラーゼの機能解析2008

    • Author(s)
      佐藤香梨
    • Organizer
      日本植物学会東北支部第21回福島大会
    • Place of Presentation
      福島
    • Year and Date
      2008-12-13
  • [Presentation] シロイヌナズナの花茎支持組織構築に関わる遺伝子群の機能解析2008

    • Author(s)
      小泉健人
    • Organizer
      日本植物学会東北支部第21回福島大会
    • Place of Presentation
      福島
    • Year and Date
      2008-12-13
  • [Presentation] イネのキシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)の機能解析2008

    • Author(s)
      原吉直
    • Organizer
      日本植物学会72回大会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケのエンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(PpXTH)遺伝子ファミリーの解析2008

    • Author(s)
      上垣陽平
    • Organizer
      日本植物学会72回大会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2008-09-25

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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