2014 Fiscal Year Annual Research Report
樹幹形成層における細胞増殖と木部形成過程をモニターするモデル樹木の育成
| Project/Area Number |
25292107
|
|---|
| Research Institution | Nihon University |
|---|
Principal Investigator |
片山 義博 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (10214339)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊澤 かんな(佐藤かんな) 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (40456603)
川合 伸也 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (90202027)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 木質バイオマス / 形成層 / 細胞増殖 / 細胞壁肥厚 / 木部形成 / 有糸分裂 / 細胞隔壁 / 二次壁 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
「樹幹形成層における有糸分裂突入細胞の生成と分布」をモニター可能な遺伝子組換ポプラ育成の課題では、昨年の成果である有糸分裂段階で特異的に発現する細胞周期制御遺伝子、ポプラ由来サイクリンB遺伝子のプロモーター配列の下流にGUSレポーター遺伝子を連結したDNA配列を導入した遺伝子組換ポプラを用いて、茎の形成層における有糸分裂に突入した細胞の生成と分布の観察に成功した。茎の横断面で観察される有糸分裂期の細胞分布を示すGUS染色は、細胞レベルで形成層帯に分散して観察された。形成層帯の細胞分裂周期の進行が、同調的でなくランダムな様式で観察された。茎の形縦方向の成層帯では有糸分裂期の細胞の分布が、縦に連なる形成層帯に沿って、ある程度の細胞が連なった細胞集団として認められた事から、形成層における細胞分裂周期の進行が円周方向と縦方向で異なる同調性を示している可能性が示された。
「樹幹形成層において薄壁（細胞板）形成に突入した細胞の生成と分布」をモニター可能な遺伝子組換ポプラの育成の課題では、ポプラ樹幹部で発現するポプラSCAMP遺伝子のプロモーター配列の下流に配列の下流にGUSレポーター遺伝子を連結したDNA配列を導入した遺伝子組換ポプラの育成に成功した。得られた遺伝子組換ポプラのGUS染色は、ポプラ由来サイクリンB遺伝子のプロモーター配列を用いて有糸分裂細胞を可視化した遺伝子組換えポプラで観察されるGUS染色と殆ど同一であった。新たに育成した遺伝子組換えポプラを用いることで、樹木細胞の有糸分裂と細胞板形成という一連の細胞分裂過程を細胞レベルで追跡出来る状況が整った。
「樹幹木部組織の二次壁形成開始胞の生成と分布」をモニター可能な遺伝子組換ポプラでは、新たに二次壁特異的ヘミセルロースの合成酵素遺伝子（PtGT8D）のプロモーター配列を用いて育成することに成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度の研究計画のうち、第一の課題である「樹幹形成層における有糸分裂突入細胞の生成と分布」をモニター可能な広葉樹モデル樹木の育成に関しては、正常な生育と形態を示す遺伝子組換ポプラの優良クローンを選抜する事に成功した。さらに、それらを用いて形成層の円周方向と縦方向の細胞分裂の同調性の差異を観察し、樹木研究の新たな課題を提供する事に成功した。第二の課題では、有糸分裂の終結後の薄壁（細胞板）構築段階の細胞を、GUSレポーター遺伝子を用いて観察可能な遺伝子組換えポプラの育成に成功した。第三の課題についても、２種類の二次壁特異的ヘミセルロース生合成遺伝子プロモーターを用いた二次壁肥厚の進行を観察する遺伝子組換ポプラの育成に成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は、「樹幹形成層における有糸分裂突入細胞の生成と分布」、「樹幹形成層において薄壁（細胞板）形成に突入した細胞の生成と分布」さらに「樹幹木部組織の二次壁形成開始胞の生成と分布」をモニター可能な３系統の遺伝子組換ポプラに関し、各々優良クローンの選別を行い、各５クローン程度を安定に維持するための継代培養システムを構築する。それらの遺伝子組換えポプラを用いて、樹木の細胞分裂の進行と木部形成の進行を細胞レベルで観察し、樹木研究の新しい研究情報を提供する。さらに、優良クローンの馴化を進め、優良クローンの苗木を増やし、挿し木によるクローン増殖に取り組み、国内外の研究者に提供出来る条件を整える。
|
