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アブラナ科植物の自家不和合反応におけるシグナル伝達経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J06391
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関東京大学

研究代表者

後藤 千恵子  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード自家不和合性 / アブラナ科 / カルシウムイオン / pH / 塩化物イオン / シグナル伝達 / Ca2+チャネル / GLR / 蛍光顕微鏡
研究実績の概要

アブラナ科植物の自家受粉では、花粉由来のペプチドSP11が柱頭の乳頭細胞膜上にある受容体SRKに結合し、その下流で細胞内へのカルシウムイオン(Ca2+)流入を含む不和合反応が起こる。結果として花粉の発芽・伸長が阻害されるが、Ca2+流入から花粉の発芽阻害に至る経路はほとんど不明である。本年度は、Ca2+流入における膜脱分極経路の検証を目指し、不和合反応時のCa2+とpHの変化について解析を行った。

SRKが発現している乳頭細胞プロトプラストの懸濁液にSP11を加えることで、不和合反応が誘起できる。昨年度までに、細胞内Ca2+濃度([Ca2+]i)をYellow Cameleon 3.6、細胞内pH(pHi)をClopHensorで検出する[Ca2+]iとpHiの同時モニター系を確立した。本年度は、薬剤処理を通じて不和合反応における[Ca2+]i上昇とpHi低下のどちらが先に起こるかを調べた。非NMDA型グルタミン酸受容体のアンタゴニストであるDNQXを処理した結果、DNQXの濃度依存的に [Ca2+]iの上昇度合いが減少する傾向が見られたが、pHi低下はコントロール区の場合と同様に起こった。カルシウムチャネル阻害剤の塩化ランタン(LaCl3)やカルシウムキレート剤のBAPTAを処理した結果、[Ca2+]i上昇は完全に抑制されたが、pHi低下は通常通り引き起こされた。これらの結果から、自家不和合反応におけるpHi低下は[Ca2+]i上昇の上流で、あるいは独立経路で起こることが示唆された。自家不和合反応のpHi低下を抑制する薬剤は探索中である。

pHの検出に使用したClopHensorは、塩化物イオン(Cl-)も検出可能である。画像を再解析した結果、自家不和合反応において[Ca2+]i上昇および細胞内pH低下と同じタイミングで細胞内Cl- 濃度も低下していることが見いだされた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] IBMP(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] IBMP(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] IBMP(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Comprehensive nuclear proteome of Arabidopsis obtained by sequential extraction2019

    • 著者名/発表者名
      Goto Chieko、Hashizume Shoko、Fukao Yoichiro、Hara-Nishimura Ikuko、Tamura Kentaro
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 10 号: 1 ページ: 81-92

    • DOI

      10.1080/19491034.2019.1603093

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] KAKU4-mediated deformation of the vegetative nucleus controls its precedent migration over sperm cells in pollen tubes2019

    • 著者名/発表者名
      Chieko Goto, Kentaro Tamura, Satsuki Nishimaki, Naoki Yanagisawa, Kumi Matsuura-Tokita, Tetsuya Higashiyama, Daisuke Maruyama, and Ikuko Hara-Nishimura
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: なし(プレプリントのため) ページ: 0-0

    • DOI

      10.1101/774489

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 新規核タンパク質SANP1は根の寒天培地への貫入に関与する2019

    • 著者名/発表者名
      後藤千恵子,田村謙太郎,西村いくこ,シャブテマリーエディット
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] KAKU4 Is Involved in Controlling Migration Order of the Vegetative Nucleus and Two Sperm Cells in Pollen Tubes2017

    • 著者名/発表者名
      Chieko Goto, Kentaro Tamura, and Ikuko Hara-Nishimura
    • 学会等名
      Bilateral Closure Symposium of GDRI Integrative Plant Biology Network Program
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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