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植物細胞壁の高次構造の構築に係わる遺伝子群の解明

研究課題

研究課題/領域番号 09440269
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
研究機関東北大学

研究代表者

西谷 和彦  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60164555)

研究分担者 横山 隆亮  東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90302083)
塚谷 裕一  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (90260512)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
1999年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1998年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1997年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード細胞壁 / キシログルカン / エンド型キシログルカン転移酵素 / 細胞板 / Plant / Cell Wall / xyloglucan / gene / construction / EXGT / GFP / FITC-xyloglucan / シロイヌナズナ / タバコ培養細胞 / アンチセンス法 / 形能形成
研究概要

エンド型キシログルカン転移酵素(EXGT)のキシログルカン分子間のつなぎ換え反応をin vivoで実証するために、フルオレッセインにより蛍光標識したキシログルカンオリゴ糖を合成し、これを蛍光ブローブとしてタバコ培養細胞BY-2に投与することにより、EXGTのつなぎ換え反応を細胞レベルで確認することに初めて成功した。
また、この方法を用いて、EXGTのアンチセンス及びセンスRNAを過剰に発現した形質転換細胞おける反応活性の増減を視覚的に評価することができた。この事実はEXGTのキシログルカン分子間のつなぎ換え反応が細胞伸長の細胞壁再構築だけでなく、細胞分裂時における細胞壁構築の初期段階から働いている可能性を示すものとなった。
EXGTのつなぎ換え反応がいつ、どこで行われているか明らかにするため、EXGTの局在及び輸送経路を、間接蛍光抗体法とEXGT-GFP(Green Fluorescent Protein)融合タンパク質を用いて解析した。その結果、EXGTは細胞が伸長する間期には小胞体-ゴルジ体輸送経路を経て細胞壁へ分泌され、細胞分裂期には、EXGTの細胞外への分泌が遮断され、細胞板に輸送されることが明らかとなった。
EXGT遺伝子群の植物体における役割を明確にするために、T-DNAの挿入によりEXGT遺伝子ファミリーに属する遺伝子が欠損しているシロイヌナズナの突然変異体をPCRとサザンハイブリダイゼーション法でスクリーニングした。約17000ラインのT-DNA挿入形質転換体から7ラインのEXGTファミリー遺伝子欠損突然変異体をスクリーニングした。このうち3ラインについては、各々、EXGT遺伝子ファミリーに属するEXGT-A2,XTR4,XTR15が欠損した突然変異体であることをT-DNA挿入領域の塩基配列をシークエンスすることにより明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] Kazuhiko Nishitani: "Construction and restructuring of the cellulose-xyloglucan framework in the apoplast as mediated by the xyloglucan-related family-a hypothetical scheme"Journal of Plant Research. 111. 159-166 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryusuke Yokoyama: "The Arabidopsis ERECTA gene is expressed in the shoot apical meristem and organ primordia"Plant Journal. 15. 301-310 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mamoru Takano: "Endoxyloglucan transferase gene isolated from seedling roots of ageotropum pea and its fluctuating expression in hydrotropically responding roots"Plant and Cell Physiology. 40. 135-142 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisashi Ito: "Visualization of EXGT-mediated molecular grafting activity in muro by means of a fluorescently labeled xyloglucan oligomer"Plant and Cell Physiology. 40. 1172-1176 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Taku Akamatsu: "Expression of endoxyloglucan transferase genes in acaulis mutants of Arabidopsis thaliana"Plant Physiology. 121. 715-721 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西谷和彦: "Hormone and Cell Wall Dynamics"植物の化学調節. 33. 252-253 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiko Nishitani: "Endoxyloglucan transferase in"Glycoenzymes"ed."Japanese Scientific Societies Press. (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 今関英雅、柴岡弘郎: "植物ホルモンと細胞壁"学会出版センター. 190 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中村研三、西村幹夫、長谷俊治、前島正義: "「植物のタンパク質実験プロトコール」細胞工学別冊"秀潤社. 206 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiko Nishitani: "Construction and restructuring of the cellulose-xyloglucan framework in the apoplast as mediated by the xyloglucan-related family - a hypothetical scheme."Journal of Plant Research. 111. 159-166 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Rusuke Yokoyama: "The Arabidopsis ERECTA gene is expressed in the shoot apical meristem and organ primordia."Plant Journal. 15. 301-310 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mamoru Takano: "Exdoxyloglucan transferase gene isolated from seedling roots of ageotropum pea and its fluctuating expression in hydrotropically responding roots"Plant and Cell Physiology. 40. 135-142 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisashi Ito: "Visualization of EXGT-mediated molecular grafting activity in muro by means of a fluorescently labeled xyloglucan oligomer"Plant and Cell Physiology. 40. 1172-1176 (1999)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Taku Akamatsu: "Expression of endoxyloglucan transferase genes in acaulis mutants of Arabidopsis thaliana."Plant Physiology. 121. 715-721 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiko Nishitani: "Hormone and cell wall dynamics"Plant Chemical Regulation. 33. 252-253 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiko Nishitani: "Endoxyloglucan transferase in "Glycoenzymes" ed."Japaneses Scientific Societies Press. (in press). (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidemasa Imazeki, Hiro Shibaoka: "Plant Harmone and Cell Wall"Academic Societies Press Center. 190 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenzo Nakamura, Mikio Nishimura, Toshizi Nagatani, Masayoshi Mazima: "Plant Cell Technology "Protocols for Plant Protein""Shuhunsha Co., Ltd.. 206 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mamoru Takano: "Endoxyloglucan transferase gene isolated from seedling roots of ageotropum pea and its fluctuating expression in hydrotropically responding roots"Plant and Cell Physiology. 40. 135-142 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hisashi Ito: "Visualization of EXGT-mediated molecular grafting activity in muro by means of a fluorescently labeled xyloglucan oligomer"Plant and Cell Physiology. 40. 1172-1176 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Taku Akamatsu: "Expression of endoxyloglucan transferase genes in acaulis mutants of Arabidopsis thaliana"Plant Physiology. 121. 715-721 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 西谷和彦: "Hormone and Cell Vvall Dynamics"植物の化学調節. 33. 252-253 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuhiko Nishitani: "Endoxyloglucan transferase in "Glycoenzymes" ed."Japanese Scientific Societies press. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishitani: "Construction and restructuring of the cellulose-xyloglucan framework in the apoplast as mediated by the xyloglucan-related protein family-A hypothetical scheme," J.Plant Res.111. 159-166 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takano et al.: "Endoxyloglucan transferase cDNA isolated from pea roots and its fluctuating expression in hydrotropically responding roots" Plant Cell Physiol.40. 135-142 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yokoyama.et al.: "The Arabidopsis ERECTA gene is expressed in the shoot apical meristem and organ primordia" Plant J.15. 301-310 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nishitani, K.: "The role of endo xyloglucan transferase in the organization of plant cell walls" Int.Rev.of Cytology. 173. 157-206 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 西谷和彦: "アポプラストの枠組みの構築" 化学と生物. 35. 790-797 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 西谷和彦: "植物ホルモンと細胞の形" 学会出版センター(今関英雅・柴岡弘郎編), 109-119 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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