2016 Fiscal Year Research-status Report
植物の花粉形成で重要な働きをする新規アラビノキナーゼの機能解析
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26440168
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
上田 健治 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (80279504)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 花粉形成 / イネ / L-アラビノキナーゼ / 突然変異体 / 細胞壁 / 糖代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネの花粉突然変異体collapsed abnormal pollen1 (cap1)の開花期の変異花粉は細胞質成分の殆どを失い、花粉外壁（exine）のみになっている。花粉変異の原因遺伝子CAP1は、996アミノ酸からなるL-アラビノキナーゼ様タンパク質をコードしている。正常なイネでは、CAP1遺伝子は花粉と葯の内壁で発現し、花粉形成の二細胞期に最も発現量が高くなる。L-アラビノキナーゼは細胞壁代謝で遊離したL-アラビノースをリン酸化して細胞壁多糖へ再利用する経路で働くとされるが、その実体は殆どわかっていない。また、イネゲノム内には、葉や根などの体細胞組織で発現するOsARA1が見出されている。CAP1は花粉形成で重要な役割をしているのに対し、OsARA1は体細胞組織で機能すると考えている。本年度は、CAP1タンパク質の酵素活性に重要な領域を明らかにするために、変異CAP1タンパク質を作製して解析をおこなった。その結果、C末端領域に予想された糖結合ドメインが重要であることが明らかになった。さらに、花粉形成過程における重要性を明らかにするため、CAP1タンパク質に対する抗血清をもちいて花粉内での局在を明らかにした。その結果、小胞子ではCAP1タンパク質は殆ど検出されなかったが、二細胞期に顕著なシグナルが検出された。従って、CAP1タンパク質は花粉形成過程の二細胞期に重要であり、特に、花粉内壁（intine）の形成と共に雄原細胞壁の形成に関わることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
イネのL-アラビノキナーゼの酵素活性の報告は無いため、酵素活性に重要な領域は、タンパク質ドメインファミリーデータベースであるPfamなどで予想するしか無かった。本研究で、CAP1のL-アラビノキナーゼ活性に重要な領域が明らかになった。また、L-アラビノキナーゼの細胞内での局在の情報は無いため、非常に重要な知見が得られたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
変異CAP1タンパク質の解析をさらに進めるとともに、CAP1タンパク質の酵素活性を阻害する化合物の探索を試みる。また、花粉形成過程での細胞内局在についてイネゲノムに含まれるもう1つのL-アラビノキナーゼOsARA1についてもおこなう。
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| Causes of Carryover |
消耗品について、当初の予定よりも安く購入できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度の消耗品として使用する。
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[Presentation] Discovery of small molecules targeting ethylene signaling.2016
Author(s)
Oh K., Hara K., Ueda K., Suzuki R., Hoshi T., Tomio S., Yoshizawa Y.
Organizer
International Conference on Ecological Pesticides for Industry, Agriculture and Hygiene
Place of Presentation
East China University of Science and Technology (Shanghai, China)
Year and Date
2016-11-02 – 2016-11-04
Int'l Joint Research
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