2018 Fiscal Year Annual Research Report
An L-arabinokinase is required for pollen development in higher plants
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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, 准教授 (80279504)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 花粉形成 / L-アラビノキナーゼ / イネ / 糖代謝 / 突然変異体 / 細胞壁 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネの花粉形成突然変異体collapsed abnormal pollen1（cap1）の開花期の花粉は細胞質成分の殆どを失い、花粉外壁のみになっている。花粉変異の原因遺伝子CAP1は、996アミノ酸残基からなるL-アラビノキナーゼをコードする。この酵素は細胞壁代謝の際に遊離した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態は殆ど分かっていなかった。これまでに、大腸菌の組換えタンパク質合成系を利用して、CAP1のコード領域の中央からC末端領域がその活性に重要であることを明らかにすると共に、シロイヌナズナゲノム内の2つのL-アラビノキナーゼ様タンパク質遺伝子のうち、AtARA2遺伝子の変異体atara2の花粉は異常を示すことを見出した。
本年度は、遺伝子解析によりシロイヌナズナatara2のT-DNAの挿入領域の同定を試みた。当該領域をPCR増幅して塩基配列を決定した。その結果、多数の塩基置換が検出されたが、T-DNA自体は検出されなかった。従って、今後、他のT-DNA挿入系統を入手して解析するか、ゲノム編集技術などを利用して遺伝子破壊を誘導した植物を解析する必要がある。また、データベースサーチによりイネとシロイヌナズナ以外の植物でのL-アラビノキナーゼ様遺伝子を検索した結果、ブラキポディウム、トウモロコシ、ソルガム、ブドウ、ダイズ、ポプラなどには2つの遺伝子が見出され、このうち1つが花粉形成に関わることが予想された。さらに、裸子植物であるスギの雄花でも類似遺伝子が発現していることが明らかになったため、多くの植物の花粉形成でL-アラビノキナーゼが重要な働きをすることが示唆された。
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Research Products
(13 results)
