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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Function of boron in plant cell walls

Research Project

Project/Area Number 26450078
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小林 優  京都大学, 農学研究科, 准教授 (60281101)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木野内 忠稔  京都大学, 原子炉実験所, 講師 (90301457)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords植物 / 細胞壁 / ペクチン / ホウ素 / ストレス
Outline of Annual Research Achievements

植物の必須元素ホウ素(B)は細胞壁に局在し、ペクチンのラムノガラクツロナンII(RG-II)領域と特異的に結合しペクチンをゲル化させている。しかしそのペクチンゲルがいかなる生理機能を果たしているかは未だ明らかでない。そこで本研究では、B-RG-II架橋形成の撹乱に対するシロイヌナズナの生理応答を解析するとともに、B-RG-II架橋の形成過程についても検討した。
シロイヌナズナをBを含まない培地に移すと1時間以内に根の伸長領域で細胞死が発生する。この迅速な応答をもたらす機構について検討した結果、昨年度までに明らかにしたカルシウム流入や活性酸素分子種の生成・蓄積に加え、一酸化窒素の生成・蓄積が一連の応答に関与していることを見出した。この知見や網羅的遺伝子発現解析の結果から、ホウ素欠乏応答は、細胞壁構造の不安定化(分解)を伴う病原菌感染応答と共通する応答を誘導する可能性が示唆された。
B-RG-II架橋構造が細胞壁構造の構築初期段階から存在するのか明らかにするため、細胞分裂時に形成される細胞壁前駆体である細胞板にRG-IIが存在するか、免疫組織化学的手法により検討した。新たに作成した抗RG-IIモノクローナル抗体を用いて解析した結果、シロイヌナズナ根端および茎頂の分裂組織において、分裂中の細胞の中央部にエピトープが検出された。そのシグナルは抗カロース抗体によるシグナルと共局在したことから、細胞板にRG-IIが存在すると考えられた。これは昨年度までにポリクローナル抗体とタバコ培養細胞を用いた実験で得られた知見と一致する結果であり、B-RG-II架橋構造は細胞壁構築の初期段階から存在することが改めて示唆された。

  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Immunocytochemical detection of rhamnogalacturonan II on forming cell plates in cultured tobacco cells2017

    • Author(s)
      Ye Zhou, Tatsuya Awano, Masaru Kobayashi, Toru Matoh, Keiji Takabe
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 81 Pages: 899-905

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1270740

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] コウキクサ細胞壁に含まれるホウ素結合多糖に関する研究2017

    • Author(s)
      中野耕太、桑木信輔、小林優、間藤徹、伊藤照悟、小山時隆
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都市(京都女子大学)
    • Year and Date
      2017-03-20 – 2017-03-20
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるホウ素欠乏初期応答の解析2017

    • Author(s)
      宮本真亜子、小林優、間藤徹、北島佐紀人、花野滋、I Nyoman Sumerta、櫻井望、柴田大輔
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都市(京都女子大学)
    • Year and Date
      2017-03-20 – 2017-03-20
  • [Presentation] 植物細胞壁ペクチンは何をしているのか?肥料学からみた植物細胞壁2017

    • Author(s)
      小林優
    • Organizer
      生物資源・次世代農業セミナー「循環型炭素資源 - 植物細胞壁の研究動向」
    • Place of Presentation
      滋賀県草津市(立命館大学びわこくさつキャンパス)
    • Year and Date
      2017-01-21 – 2017-01-21
    • Invited
  • [Presentation] Early responses of Arabidopsis plants to boron deprivation2016

    • Author(s)
      Masaru Kobayashi
    • Organizer
      International Workshop on Soil-Microbe-Plant Interaction
    • Place of Presentation
      岡山県倉敷市(岡山大学資源生物科学研究所)
    • Year and Date
      2016-12-04 – 2016-12-04
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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