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高等植物細胞の多分化能獲得と分化能限定化の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 07454215
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理
研究機関東京大学 (1996)
東北大学 (1995)

研究代表者

福田 裕穂  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10165293)

研究分担者 出村 拓  東北大学, 理学研究科, 助手 (40272009)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
1996年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1995年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワードDNase / アンチセンスDNA / 遺伝子導入 / ブラシノステロイド / ヒャクニチソウ / 管状要素 / 細胞死 / 分化転換 / nuclease / 植物ホルモン / 脱分化
研究概要

本研究では、ヒャクニチソウ葉肉細胞から管状要素への分化に伴う多分化能獲得過程と分化能限定化過程を解析するために様々な分子マーカーを単離した。これらの遺伝子の発現の解析から、維管束分化に関連して、次のようなモデルを提唱したい。植物体内では、頂端分裂組織から前形成層がつくられ、その内の一部が未成熟な木部細胞となり、さらに、その一部の細胞が管状要素へと分化することで、一次木部の管状要素が形成されると考えられる。一方、in vitroにおいては、まず、葉肉細胞は、傷害により活性化細胞に変化する。この細胞は、植物ホルモンであるオーキシンとサイトカイニンによりさらに脱分化状態へと移行し、分裂組織のような多分化能をもつ細胞に変わる。この過程が分化の前期に起こる。そして、分化中期において、多分化能をもつ細胞が、前形成層様細胞、未成熟な木部様細胞、さらに管状要素の前駆細胞へと分化してゆく。この過程で、脱分化することによって獲得した多分化能が、木部・師部のいずれにも分化できる能力→木部のいずれの細胞にも分化できる能力→管状要素(通管)のみに分化する能力へと次第に制限される。そして、管状要素前駆細胞から管状要素が分化する過程で、分化の最終決定が起こる。この最後の分化の決定には、内生のブラシノステロイドが関与しており、分化の決定後、管状要素分化に特異的な事象、たとえば二次細胞壁合成、自己分解等に関連する遺伝子の特異的な発現が起きることになる。最後の分化決定後の遺伝子発現は、細胞死に関する遺伝子と二次細胞壁形跡に関与すると考えられるペルオキシダーゼ遺伝子では、ほぼ同じパターンで発現しており、遺伝子の協調した発現制御が存在することが示唆された。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (40件)

  • [文献書誌] Sato,S.: "Subtractive hybridization cloning and analysis of genes expressed during carrot somatic embryogenesis." Plant Molecular Biology. 28. 39-46 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minami,A.: "Transient and specific expression of cysteine endoppeptidase during autolysis in differentiating tracheary elements from Zinnia mesophyll cells." Plant Cell Physiology. 36. 1599-1606 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Joy,R.W.IV: "Cloning and characterizaion of polyphenol oxidase cDNAs of Phytolacca americana" Plant Physiology. 107. 1083-1089 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato Y.: "Purification of cationic peroxidases bound to the cell walls from the roots of Zinnia elegans." Journal of Plant Research. 108. 463-468 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato,Y.: "Separation and characterization of the isozymes of wall-bound peroxidase from cultured Zinnia cells during tracheary element differentiation" Planta. 196. 141-147 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawahara,R.: "Isolation and characterization of homeobox-containing genes of carrot" Plant Molecular Biology. 27. 155-164 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugiyama,M.: "Zinnia mesophyll culture system to study xylogenesis" Plant Tissue Culture Manual,Kluwer Academic Press,Suppl.5,H2. 1-15 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Demura,T.: "In situ Hybridization to cellular RNA using ^<35>S-labeled cRNA probes." Plant Tissue Culture Letters. 13. 343-349 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshimura,T.: "Differential expression of three genes for different β-tubulin isoforms during the initial culture of Zinnia mesophyll cells that divide and differentiate into tracheary elements." Plant Cell Physiology. 37. 1167-1176 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato,K.: "Purification and characterization of a mitochondrial DNA polymerase from cultured tobacco cells." Plant Cell Physiology. 37. 989-995 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukuda,H.: "Xylogenesis : Intiation,progression and cell death." Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 47. 299-325 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato,Y.: "Changes in the activity and mRNA of cinnamyl alcohol dehydrogenase during tracheary element differentiation in Zinnia elegans." Plant Physiology. 113. 425-430 (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, S., Toya, T., Kawahara, R., Whittier, R.F., Fukuda, H.and Komamine, A.: "Subtractive hybridization cloning and analysis of genes expressed during carrot somatic embryogenesis." Plant Mol.Biol.28. 39-46 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minami, A.and Fukuda, H.: "Transient and specific expression of a cysteine endoppeptidase during autolysis in differentiating tracheary elements from Zinnia mesophyll cells." Plant Cell Physiol.36. 1599-1606 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Joy, R.W.IV,Sugiyama, M., Fukuda, H.and Komamine, A.: "Cloning and characterization of polyphenol oxidase cDNAs of Phytolacca americana." Plant Physiol.107. 1083-1089 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, Y., Sugiyama, M., Takagi, T.and Fukuda, H.: "Purification of cationic peroxidases bound to the cell walls from the roots of Zinnia elegans." J.Plant Res.108. 463-468 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, Y., Sugiyama, M., Komamine A.and Fukuda, H.: "Separation and characterization of the isozymes of well-bound peroxidase from cultured Zinnia cells during tracheary element differentiation." Planta. 196. 141-147 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawahara, R,Komamine, A.and Fukuda, H.: "Isolation and characterization of homeobox-containing genes of carrot." plant Mol.Biol.27. 155-164 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugiyama, M.and Fukuda, H.: "Zinnia mesophyll culture system to study xylogenesis." Plant Tissue Culture Manual, Supplement 5, H2,1-15, Kluwer Academic Publ., Dordrecht. (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Demura, T.and Fukuda, H.: "In situ Hybridization to celllar RNA using ^<35>S-labeled cRNA probes." Plant Tissue Culture Letters. 13. 343-349 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshimura, T., Demura, T., Igarashi M., and Fukuda, H.: "Differential expression of three genes for different beta-tubulin isoforms during the initial culture of Zinnia mesophyll cells that divide and differentiate into tracheary elements." Plant Cell Physiol.37. 1167-1176 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, K.and Fukuda, H.: "Purification and characterization of a mitochondrial DNA polymerase from cultured tobacco cells." Plant Cell Physiol.37. 989-995 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukuda, H.: "Hylogenesis : Initiation, Prograssion and cell death." Ann.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.47. 299-325 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, Y., Watanabe, T., Komamine, A., Hibino, T., Shibata, D., Sugiyama, M., Fukuda, H.: "Changes in the activity and mRNA of cinnamyl alcohol dehydrogenase during tracheary element differentiation in Zinnia elegans." Plant Physiol.(in press.). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato,Y.: "Changes in the acitivity and mRNA of cinnamyl alcohol dehydrogenase during tracheary element differentiation in Zinnia elegans." Plant Physiology. in press (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Demura,T.: "In situ Hybridization to cellular RNA using ^<35>S-labeled cRNA probes." Plant Tissue Culture Letters. 13. 343-349 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshimura,T.: "Differential expression of three genes for different β-tubulin isoforms during the initial culture of Zinnia mesophyll cells that divide and differentiate into tracheary elements." Plant Cell Physiology. 37. 1167-1176 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,Y.: "Purification and characterization of a mitochondrial DNA polymerase from cultured tobacco cells." Plant Cell Physiology. 37. 989-995 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuda,H.: "Xylogenesis:Initiation,progression and cell death." Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 47. 299-325 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 南 淳: "道管形成における細胞死の機構" 組織培養. 22. 3-7 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 福田裕穂: "高等植物におけるプログラム細胞死" 化学と生物. 34. 586-594 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 福田裕穂: "道管の形成" 遺伝. 50. 46-50 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,S.: "Subtractive hybridization cloning and analysis of genes expressed during carrot somatic embryogenesis." Plant Molecular Biology. 28. 39-46 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Minami,A.: "Transient and specific expression of a cysteine endoppeptidase during autolysis in differentiating tracheary elements from Zinnia mesophyll cells." Plant Cell Physiology. 36. 1599-1606 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Joy,R.W.IV: "Cloning and characterization of polyphenol oxidase cDNAs of Phytolacca americana" Plant Physiology. 107. 1083-1089 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Sato Y.: "Purification of cationic peroxidases bound to the cell walls from the roots of Zinnia elegans." Journal of Plant Research. 108. 463-468 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,Y.: "Separation and characterization of the isozymes of wall-bound peroxidase from cultured Zinnia cells during tracheary element differentiation" Planta. 196. 141-147 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kawahara,R.: "Isolation and characterization of homeobox-containing genes of carrot" Plant Molecular Biology. 27. 155-164 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Sugiyama,M.: "Plant Tissue Culture Manual,Kluwer Academic Press" Zinnia mesophyll culture system to study xylogenesis, 1995 ((in press))

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuda,H.: "Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology" Xylogenesis:Initiation,Progression and cell death., 1996 (38(in press))

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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