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高等植物の細胞接着・細胞間移行関連遺伝子の同定と機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 17580295
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 応用分子細胞生物学
研究機関筑波大学

研究代表者

岩井 宏暁  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 講師 (30375430)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,930千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 330千円)
2007年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード細胞壁 / 細胞接着 / ペクチン / ホウ素 / 細胞間移行 / 原形質連絡
研究概要

タバコ葉切片培養系を用いることにより無数の不定芽や毛状根(メリステム)が誘導される。本研究では、この不定芽/毛状根誘導系を利用し、Nicotiana plumbaginifolia半数体植物を用いてT-DNAタギング変異体を作出し、新たな細胞接着関連遺伝子の同定を行った。
nolac-H18 株において、変異の原因遺伝子として新規糖転移酵素遺伝子=NpGUT1 (glucuronyl transferase 1)が同定された。NpGUT1は、初めてのペクチン合成関連遺伝子で、ホウ素-ペクチン分子間架橋およびホウ素の受容に必須の遺伝子である。NpGUT1は、未熟種子胚の全体、子葉、茎頂、そして花においては、タペート、成熟花粉、花粉管の先端部、花柱の伝逹組織において発現を示した。そこで、DEXによるNpGuT1遺伝子発現の抑制をしたところ、茎頂がカルス化、本葉が癒合するなどのメリステム機能の異常、ホウ素欠乏と同様の生育阻害、そして、花粉形成、花粉管伸長などの雄性器官の形成阻害および、雌しべ花柱の伝逹組織の不全といった雌性器官の形成阻害などの生殖機能不全が観察された。NpGUT1は、メリステム等の細胞接着におけるペクチンのホウ素架橋の形成、そして、受精に関わる組織の形成と機能においても重要であることが考えられた。
一方、ペクチンのアラビナン鎖の伸長が著しく抑制されている変異体nolac-H14の原因遺伝子として、新規膜タンパク質LARA1(long arabinan related protein 1)が同定された。過剰量のアラビノースの添加により変異形質が回復したことから、LARA1はアラビノース転移反応の基質であるUDP-アラビノースの供給に関与すると考えられた。また、LARA1はメリステムでの発現が確認された。今後、LARA1を端緒として、未知のアラビナン鎖合成酵素複合体の全貌解明が期待される。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) 学会発表 (4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Involvement of a tobacco Ieucine-rich repeat-extensin in cell morphogenesis2007

    • 雑誌名

      Plant Biotechnology 24

      ページ: 171-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Involvement of a tabacco leucine-rich repeat-extensin in cell morphogenesis.2007

    • 著者名/発表者名
      Chida H, Yazawa K, Hasezawa S, Iwai H, Satoh S.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology 24

      ページ: 171-177

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The gene responsible for borate cross-linking of pectin Rhamnogalacturonan-II is required for plant reproductive tissue development and fertilization2006

    • 著者名/発表者名
      Iwai H, Hokura A, Oishi M, Chida H, Ishii T, Sakai S, Satoh S.
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Sciences of USA 103

      ページ: 16592-16597

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular and Functional Analysis of Pectins in Intercellular Attachment by T-DNA Tagging Using a Haploid Tobacco Tissue Culture System2006

    • 著者名/発表者名
      H. Iwai, T. Ishii, S. Sakai, S. Satoh
    • 雑誌名

      The Science and Lore of Plant Cell Walls Brown Walker Press

      ページ: 7-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The gene responsible for borate cross-linking of pection Rhamnogalacturonan-IIis required for plant reproductive tissue development and fertilization.2006

    • 著者名/発表者名
      Iwai H, Hokura A, Oishi M, Chida H, Ishii T, Sakai S, Satoh S.
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Sciences of USA 103

      ページ: 16592-16597

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular and Functional Analysis of Pectins in Intercellular Attachment by T-DNA Tagging Using a Haploid Tobacco Tissue Culture System.2006

    • 著者名/発表者名
      H.Iwai, T.Ishii, S.Sakai, S.Satoh
    • 雑誌名

      The Science and Lore of the Plant Cell Wall Biosynthesis, Structure and Function (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] ペクチンーホウ素架橋形成関連遺伝子の形態形成における役割2007

    • 著者名/発表者名
      岩井宏暁・酒井慎吾・佐藤忍
    • 学会等名
      日本植物学会第 71 回大会
    • 発表場所
      野田
    • 年月日
      2007-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] FUNCTIONS OF A PECTIN GLUCURONYLTRANSFERASE GENE IN MORPHOGENESIS2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iwai, Shingo Sakai and Shinobu Satoh
    • 学会等名
      The 71 meeting of The Botanical Society of Japan
    • 発表場所
      Noda
    • 年月日
      2007-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ホウ素ーペクチン架橋形成に必須な遺伝子 NpGUT1の細胞分裂過程における機能2007

    • 著者名/発表者名
      岩井宏暁・石井忠・酒井慎吾・佐藤忍
    • 学会等名
      第48回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      愛媛
    • 年月日
      2007-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] EXPRESSION AND FUNCTIONS OF A PECTIN GLUCURONYLTRANSFERASE GENE IN CYTKINESIS2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iwai, Tadashi Ishii, Shingo Sakai and Shinobu Satoh
    • 学会等名
      2007 JSPP meeting
    • 発表場所
      Ehime
    • 年月日
      2007-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 「研究成果報告書概要(和文)」より2006

    • 著者名/発表者名
      H. Iwai・T. Ishii・S. Sakai・S. Satoh
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      Molecular and Functional Analysis of Pectins in Intercellular Attachmen by T-DNA Tagging Using a Haploid Tobacco Tissue Culture System
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] The Science and Lore of Plant Cell Walls,Brown Walker Press2006

    • 著者名/発表者名
      H.Iwai, T.Ishii, S.Sakai, S.Satoh
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      Molecular and Functinal Analysis of Pectins in Intercellular Attachment by T-DNA Tagging Using Haploid Tabacco Tissue Culture System
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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