Molecular mechanism controlling polarity and morphogenesis of guard cells in plant

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06216
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: Nakagawa Tsuyoshi 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (30202211)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 気孔 / 孔辺細胞 / 孔辺母細胞 / 受容体型キナーゼ / 細胞極性 / シロイヌナズナ / ロイシンリッチリピート

Outline of Final Research Achievements

The MUS receptor-like kinase is expressed prior to division of guard mother cells and thought to function in establishing the polarity of guard cells. In this project, we explored the components of the MUS receptor-like kinase signaling pathway to understand the molecular mechanisms of signal transduction. Since it is known that leucine-rich repeat (LRR) receptor-like kinases function by forming complexes with other LRR receptor proteins, we conducted a semi-comprehensive expression analysis of Arabidopsis LRR receptor protein genes using promoter-reporter assay to identify genes expressed in the stomatal lineage. As a result, we discovered that the genes named AtExLRR1, AtExLRR3, and AtExLRR9 are expressed in the stomatal lineage.

Free Research Field

植物分子遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球環境にとって植物による光合成は重要な意味を持つ。光合成における植物内外のガス交換は気孔を通じて行われている。気孔形成、つまり葉の表面に孔をあけるためには、孔辺細胞が特殊な形となり、さらに2つの孔辺細胞が対称的に配置されなければならない。そのため孔辺細胞形態構築メカニズムの理解は植物発生分野における学術的意義に加え、地球環境にも深く関わる社会的意義を持つものである。本研究で着目しているMUS受容体型キナーゼ信号伝達系は、細胞板という植物に特有な分裂面形成を利用した巧妙な仕組みが使われている。生命活動の多様性の理解につながることからも社会的意義を持つものである。