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植物の形態形成に於ける細胞壁構築遺伝子群(XRP)の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12440221
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・生命科学研究科, 教授 (60164555)

研究分担者 横山 隆亮  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助手 (90302083)
神阪 盛一郎  富山大学, 理学部, 教授 (60047214)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,400千円 (直接経費: 14,400千円)
2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワード植物 / 細胞壁 / 形態形成 / 遺伝子ファミリー / XTH / キシログルカン / シロイヌナズナ / プロモーター / エンド型キシログルカン転移酵素 / 加水分解酵素 / アズキ / XHT遺伝子ファミリー / RT-PCR / 植物形態
研究概要

XTH遺伝子群(旧称XRP遺伝子群)の各メンバーの機能分担という視点から同じファミリーの各メンバーの発現解析およびプロモーター解析を行い以下の結果を得た。
1)アズキXTH遺伝子の中、非常に類似したORF構造を持つ二つの遺伝子VaXTH1とVaXTH2は伸長中の茎の師部繊維で高い発現を示す点で共通しているが、茎内の発現パターンは異なり、VaXTH1は茎頂に近い部位の師部繊維でより高い発現を示すのに対して、VaXTH2はより基部で高い発現を示している。この結果は、両遺伝子が同じ発現組織特異性を持ちながら、師部組織の分化の過程での発現時期が精緻に制御されていることを示している。更に両遺伝子はIAAによる発現誘導を受ける点で共通しているが、0.25Mマニトール中でのIAAに対する応答が両者で異なること、フシコクシンはVaXTH1の発現を高めるが、VaXTH2の発現を高めないこと等からホルモンン制御においても、異なる制御を受けていること考えられる.
2)シロイヌナズナの33XTH遺伝子について、定量real-time RT PCRにより発現器官特異性およびホルモン応答性を包括的に解析した結果、それぞれの遺伝子が固有の発現器官特異性と持ち、固有のホルモン応答性を示すことが明らかとなった。
3)シロイヌナズナの根で高い発現特性を示す4つの姉妹遺伝子AtXTH17,18,19,20についてゲノム構造の解析とプロモーター::GUS融合遺伝子を導入して形質転換植物を用いたプロモーター機能解析を行い、根特異的な発現特性に係わるcis領域を特定した。また、これらの4つの遺伝子は根での発現組織特異性をそれぞれことにすることを明らかにした。
以上の結果は、細胞型に固有の細胞壁構築遺伝子セット仮説を支持するものである。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 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] Yokoyama, R., et al.: "Functional diversity of xyloglucan-relatecl proteins and its implication in the cell wall dynamics in plants"Plant Biology. 2. 598-604 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yokoyama, R., et al.: "Encloxyloglucan transferase is localized both in cell plate and secretory pathway destined for the apoplast in tobacco cells"Plant and Cell Physiol.. 42. 292-300 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yokoyama, R., et al.: "A comprehensive expression-analysis of all members of a gene family encoding cell wall enzymes allows us to predict cis-regulatory regions involved in the cell wall construction in specific organs of Arabidopsis"Plant and Cell Physiol.. 42. 1025-1033 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kim, G-T., et al.: "The ANGUSTIFOLIA gene of Arabidopsis, a plant CtBP gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical microtubules in leaf cells and expression of a gene involved in cell-wall formation"EMBO J.. 21. 1267-1279 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishitani, K.: "Genome-based approach to study the mechanism by which cell-wall type is defined and constructed by means of collaborative actions of wall-related enzymes"J.Plant Res.. 115. 303-307 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Rose, J.K.C.et al.: "The XTH family of enzymes involved in xyloglucan endo-transglucosylation and endohydrolysis : current perspectives and a new unifying nomenclature"Plant Cell Physiol. 43. 1421-1435 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura, T. et al.: "Two azuki bean XTH genes, VaXTH1 and VaXTH2, with similar tissue-specific expression profiles, are differently regulated by auxin"Plant Cell Physiol.. 44. 16-24 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hyodo, H et al.: "Active gene expression of a xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase gene, XTH9, in inflorescence apices is related to cell elongation in Arabidopsis thaliana"Plant Mol.Biol.. (in press). (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yokoyama,R. and Nishitani,K.: "Functional diversity of xyloglucan-related proteins and its implication in the cell wall dynamics in plants"Plant Biology. 2. 598-604 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yokoyama,R. and Nishitani,K.: "Endoxyloglucan transferase is localized both in cell plate and secretory pathway destined for the apoplast in tobacco cells"Plant and Cell Physiol.. 42. 292-300 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yokoyama,R. and Nishitani,K.: "(2001) A comprehensive expression-analysis of all members of a gene family encoding cell wall enzymes allows us to predict cis-regulatory regions involved in the cell wall construction in specific organs of Arabidopsis"Plant and Cell Physiol.. 42. 1025-1033 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kim,G-T., Shoda,K., Tsuge,T., Cho,K-H., Uchimiya,H., Yokoyama,R., Nishitani,K. Tsukaya,H.: "The ANGUSTIFOLIA gene of Arabidopsis, a plant CtBP gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical microtubules in leaf cells and expression of a gene involved in cell-wall formation"MEBO J.. 21. 1267-1279 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishitani, K.: "Genome-based approach to study the mechanism by which cell-wall type is defined and constructed by means of collaborative actions of wall-related enzymes"J. Plant Res.. 115. 303-307 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Rose,J.K.C. Braam,J., Fry,S.C. and Nishitani,K.: "The XTH family of enzymes involved in xyloglucan endo-transglucosylation and endohydrolysis : current perspectives and a new unifying nomenclature"Plant Cell Physiol.. 43. 1421-1435 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura,T. Yokoyama,R., Tomita,E. and Nishitani,K.: "Two azuki bean XTH genes, VaXTH1 and VaXTH2, with similar tissue-specific expression profiles, are differently regulated by auxin"Plant Cell Physiol.. 44. 16-24 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hyodo,H., Yamakawa,S., Takeda,Y., Tsuduki,M., Yokota,A., Nishitani,K. and Kohchi,T.: "(2003) Active gene expression of a xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase gene, XTH9, in inflorescence apices is related to cell elongation in Arabidopsis thaliana"Plant Mol. Biol.. in press.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kim, G-T. et al.: "The ANGUSTIFOLIA gene of Arabidopsis, a plant CtBP gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical microtubules in leaf cells and expression of a gene involved in cell-wall formation"EMBO J.. 21. 1267-1279 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nishitani, K. et al.: "Genome-based approach to study the mechanism by which cell-wall type is defined and constructed by means of collaborative actions of wall-related enzymes"J. Plant Res.. 115. 303-307 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Rose, J.K.C.et al.: "The XTH family of enzymes involved in xyloglucan endo-transglucosylation and endohydrolysis : current perspectives and a new unifying nomenclature"Plant Cell Physiol.. 43. 1421-1435 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hyodo, H. et al.: "Active gene expression of a xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase gene, XTH9, in inflorescence apices is related to cell elongation in Arabidopsis thaliana"Plant Mol. Biol.. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, T. et al.: "Two azuki bean XTH genes, VaXTH1 and VaXTH2, with similar tissue-specific expression profiles, are differently regulated by auxin"Plant Cell Physiol.. 44. 16-24 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yokoyama, R. et al.: "Cell wall dynamics in tobacco BY-2 cells in Biotechnology in Agriculture and forestry (BAF)"Springer-Verlag(in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yokoyama, K.Nishitani: "Endoxyloglucan transferase is localized both in cell plate and secretory pathway destined for the apoplast in tobacco cells"Plant and Cell Physiol. 42. 292-300 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yokoyama, K.Nishitani: "A comprehensive expression-analysis of all members of a gene family encoding cell wall enzymes allows allows us to predict cis-regulatory regions involved in the cell wall construction in specific organs of Arabidopsis"Plant and Cell Physiol. 42. 1025-1033 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] G.T.Kim et al.: "The ANGUSTIFOLIA gene of Arabidopsis, a plant CtBP gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical microtubules in leaf cells and expression of a gene involved in cell-wall formation."EMBO J.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 西谷和彦: "XTH遺伝子ファミリーと細胞壁の多様性"「植物オルガネラの分化と多様化」細胞工学別冊「植物細胞工学シリーズ」. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ryusuke Yokoyama: "Functional Diversity of Xyloglucan-Related Proteins and its Implications in the Cell Wall Dynamics in Plants"Plant Biology. 2. 598-604 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ryusuke Yokoyama: "Endoxyloglucan Transferase is Localized both in Cell Plate and Secretory Pathway Destined for the Apoplast in Tobacco Cells"Plant and Cell Physiology. 42(in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuhiko Nishitani: "Japanese Scientific Societies Press"Endoxyloglucan transferase in "Glycoenzymes". 3 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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