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タバコ培養細胞の植物ホルモン応答を利用した根冠細胞の分化モデル系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12640634
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理
研究機関奈良女子大学

研究代表者

酒井 敦  奈良女子大学, 理学部, 助教授 (30235098)

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
4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードオーキシン / サイトカイニン / 根冠 / タバコ / BY-2 / 分泌タンパク質 / マイクロアレイ / ペルオキシダーゼ / 培養細胞
研究概要

タバコ培養細胞BY-2は、オーキシン(2,4-D,0.2mg l^<-1>)を添加した通常培地では活発に分裂・増殖し、小型の細胞が多数直列に連なった細胞塊を形成する。その際、色素体は未分化な状態(原色素体)のままである。一方、オーキシン欠如・サイトカイニン(BA,1 mg l^<-1>)添加培地で培養した場合には、細胞増殖は抑制され、細胞は大型化し、色素体は大量のデンプンを合成・蓄積してアミロプラストへと分化する。こうした変化は、基本的にはオーキシンの除去により引き起こされるが、サイトカイニンの添加によってさらに強化される。
オーキシン欠如・サイトカイニン添加培地では、(1)不活発な細胞増殖、(2)細胞体積の増大、(3)アミロプラスト分化、などの特徴に加えて(4)細胞相互の剥離、(5)細胞の寿命の短縮、(6)分泌活性の増大といった、根冠における細胞の挙動との類似性が多く認められた(以下、根冠型細胞分化誘導系と記載)。それらのうち、(6)について詳しく検討した結果、BY-2の根冠型細胞分化誘導に伴って特異的に分泌されるタンパク質4種類の存在が明らかになった。そのうち一つは分泌型のペルオキシダーゼであることが判明し、SPCT44と名付けたが、残りについてはN末端がブロックされておりアミノ酸配列を決定することができなかったため、内部アミノ酸配列の決定を進めている。また、根冠型細胞への分化に伴う遺伝子発現の変化を明かにするために、ddRT-PCRおよびBY-2のマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析(理化学研究所との共同研究)を行い、根冠型細胞分化誘導過程で特異的に発現する遺伝子をいくつか同定した。マイクロアレイの成果は理化学研究所のBY-2 ESTデータベース(http://mrg..psc.riken.go.jp/strc/)にて公開されている。今後は本研究で得られた分子マーカーを利用し、植物体の根冠でも同様に分泌タンパク質や遺伝子発現の変化が起きているかさらに検討していく予定である。

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

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Sakai, et al.: "Organelle-nuclei in higher plants : Their structure, composition, function and evolution"International Review of Cytology. (2004)

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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] Sakai, et al.: "Studies on dynamic changes of organelles using tobacco BY-2 as the model plant cell line"Biotechnology in Agriculture and Forestry. 53. 192-216 (2004)

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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] Miyazawa, et al.: "Activation of cell proliferation by brassinolide application in tobacco BY-2 cells : effects of brassinolide on cell multiplication, cell-cycle-related gene expression, and organellar DNA contents."Journal of Experimental Botany. 54. 2669-2678 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okamura, et al.: "Activation of organelle DNA synthesis during the initial phase of proliferation of BY-2 cultured tobacco cells after medium renewal."Plant Morphology. 14. 16-28 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyazawa, et al.: "Isolation and expression of a novel starch-storing cell-specific gene containing the KH RNA binding domain from tobacco-cultured cells BY-2."Journal of Experimental Botany. 53. 2451-2452 (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] Miyazawa, et al.: "Differential regulation of starch synthesis gene expression during amyloplast development in cultured tobacco BY-2 cells."Journal of Plant Physiology. 158. 1077-1084 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai: "In vitro transcription/DNA synthesis using isolated organelle-nuclei : application to the analysis of the mechanisms that regulate organelle genome function."Journal of Plant Research. 114. 199-211 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakai, et al.: "Isolation of chloroplasts and chloroplast-nuclei(nucleoids) from Chlamydomonas reinhardtii."Plant Morphology. 12. 2-9 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyazawa, et al.: "Organellar protein synthesis controls amyloplast formation independent of starch synthesis gene expression."Cytologia. 65. 435-442 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 酒井 敦: "朝倉植物生理学講座(1)植物細胞(5.1プラスチドの部分pp.111-124を執筆担当)(西村幹夫 編集)"朝倉書店. 179 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 酒井 敦: "光合成事典(一部を執筆担当)(日本光合成研究会 編)"学会出版センター. 430 (2003)

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  • [文献書誌] Sakai et al.: "Organelle-nuclei in higher plants : Their structure, composition, function and evolution."International Review of Cytology. (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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  • [文献書誌] Sakai et al.: "Studies on dynamic changes of organelles using tobacco BY-2 as the model plant cell line."Biotechnology in Agriculture and Forestry. 53. 192-216 (2004)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyazawa et al.: "Activation of cell proliferation by brassinolide application in tobacco BY-2 cells : effects of brassinolide on cell multiplication, cell-cycle-related gene expression, and organellar DNA contents."Journal of Experimental Botany. 54. 2669-2678 (2003)

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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] Okamura et al.: "Activation of organelle DNA synthesis during the initial phase of proliferation of BY-2 cultured tobacco cells after medium renewal."Plant Morphology. 14. 16-28 (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] Miyazawa et al.: "Isolation and expression of a novel starch-storing cell-specific gene containing the KH RNA binding domain from tobacco-cultured cells BY-2."Journal of Experimental Botany. 53. 2451-2452 (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] Miyazawa et al.: "Differential regulation of starch synthesis gene expression during amyloplast development in cultured tobacco BY-2 cells."Journal of Plant Physiology. 158. 1077-1084 (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] Sakai: "In vitro transcription/DNA synthesis using isolated organelle-nuclei : application to the analysis of the mechanisms that regulate organelle genome function."Journal of Plant Research. 114. 199-211 (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] Sakai et al.: "Isolation of chloroplasts and chloroplast-nuclei (nucleoids) from Chlamydomonas reinhardtii."Plant Morphology. 12. 2-9 (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] Miyazawa et al.: "Organellar protein synthesis controls amyloplast formation independent of starch synthesis gene expression."Cytologia. 65. 435-442 (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] Miyazawa et al.: "Isolation and expression of a novel starch-storing cell specific gene containing the KH RNA binding domain from tobacco-cultured cells BY-2"J.Exp.Bot.. 53. 2451-2452 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Okamura et al.: "Activation of organelle DNA synthesis during the initial phase of proliferation of BY-2 cultured tobacco cells after medium renewal"Plant Morph.. 14. 16-28 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Inada et al.: "Three-dimensional progression of programmed death in the rice coleoptile"Int.Rev.Cytol. 218. 221-258 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai et al.: "Studies on dynamic change of organelles using BY-2 as the model plant cell line"Biotech Agricul.Forest.. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Miyazawa Y et al.: "Differential regulation of starch synthesis gene expression during amyloplast development in cultured to bacco BY-2 cells"J. Plant Physiol. 158. 1077-1084 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai A: "In vitro transcription/DNA synthesis system using isolated organelle-nuclei : analysis on the mechanisms that regulate the organelle genome function"J. Plant Res.. 114. 199-211 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takahara M et al.: "A putative mitochondrial ftsZ gene is present in the unicellular primitive red alga Cyanidioschyzon merolae."Mol.Gen.Genet.. 264. 452-460 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai A et al.: "Isolation of chloroplasts and chloroplast-nuclei (nucleoids) from Chlamydomonas reinhardtii."Plant Morph.. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Saito C et al.: "Behavior of plastid nucleoids during male gametogenesis in Plumbago auriculata."Protoplasma. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Miyazawa Y et al.: "Organellar protein synthesis controls amyloplast formation independent of starch synhesis gene expression."Cytologia. 65. 435-442 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takahara M et al.: "Isolation, characterization, and chromosomal mapping of an ftsZ gene from the unicellular primitive red alga Cyanidium caldarium RK-1."Curr.Genet.. 37. 143-151 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Saito C et al.: "Unequal distribution of DNA-containing organelles in generative and sperm cells of Erythrina crista-galli (Fabaceae)."Sex.Plant Reprod.. 12. 296-301 (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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