• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ペクチンのホウ酸架橋による細胞伸長の制御

公募研究

研究領域植物細胞壁の情報処理システム
研究課題/領域番号 15H01222
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関北海道大学

研究代表者

三輪 京子  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50570587)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード植物細胞壁 / ペクチン / 細胞伸長 / ホウ素 / 変異株 / シロイヌナズナ / 植物 / 遺伝子
研究実績の概要

植物の一次細胞壁に存在するペクチン質多糖ラムノガラクツロナンII(RG-II)は、ホウ酸によって分子間架橋される。この架橋を介して形成されるペクチンネットワークが細胞接着や伸長に必須である。本研究では、RG-II架橋率低下による細胞伸長の抑制の分子機構の解明を目指し、本過程に必要な分子の同定を目標とした。RG-IIのホウ酸架橋率の低下で根の細胞伸長が抑制されるホウ酸欠乏環境において、主根伸長の抑制が緩和されたシロイヌナズナ変異株の原因遺伝子の同定と生理学的な解析を行った。
前年度までに、原因変異のひとつが、真核生物に広く保存された機能未知タンパク質の機能欠損・発現抑制であることを明らかにした。本変異株の細胞壁のホウ素濃度を測定したところ根・地上部ともに低下していた。細胞壁中のRG-II特異的な糖であるKDO量も低下する予備的な結果を得た。ホウ酸によるRG-IIの相対的架橋率を測定したところ、本変異株では増加または野生型株と同等の値を示した。変異株探索で得られたペクチン主鎖の合成を担う酵素をコードすると予想される遺伝子破壊株においても同様に、細胞壁中のホウ素濃度とKDO量の低下およびRG-II架橋率の維持が観察された。
この現象は、RG-II量の減少によって、少ないホウ素量でRG-IIの架橋率が維持できるようになり、結果として低ホウ酸条件下において根で細胞伸長抑制の緩和が起こったと考察された。この結果は、ホウ素欠乏で起こる細胞伸長の抑制は、「ホウ酸架橋されたRG-IIの絶対量の減少」ではなく、「ホウ酸架橋されたRG-IIの相対的な減少」で起こされることが考察され、架橋されていない単量体RG-II量が細胞伸長の制御に関わる仮説が導かれた。
加えて、本研究でペクチン合成に関与する新たな遺伝子の同定をし、本変異株探索によって細胞壁合成遺伝子の効率的な同定が可能であることを示した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] アポプラスト内の無機元素の動きと細胞壁の働き2015

    • 著者名/発表者名
      三輪京子
    • 雑誌名

      植物の生長調節

      巻: 50 ページ: 64-69

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Galacturonosyltransferase (GAUT) mutations confer low-boron tolerance by reduction of boron requirement in Arabidopsis thaliana2016

    • 著者名/発表者名
      Funakawa H., Fukuma K., Miwa K.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia conference on Latest Advances in Plant Development & Environmental Responses
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transmembrane nine family is essential for synthesis of pectic polysaccharide rhamnogaglacturonan II in plants2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroguchi A., Miwa K.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia conference on Latest Advances in Plant Development & Environmental Responses
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナのガラクツロン酸転移酵素GAUT10変異株におけるRG-II架橋率の維持によるホウ素要求量の低下2016

    • 著者名/発表者名
      船川寛矢、三輪京子
    • 学会等名
      平成28年度新学術領域若手ワークショップ/第10回細胞壁ネットワーク定例研究会
    • 発表場所
      KKRホテル熱海(静岡県・熱海市)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 真核生物に保存された機能未知の膜タンパク質TMN1がRG-II合成に必須である2016

    • 著者名/発表者名
      廣口覚彦、三輪京子
    • 学会等名
      平成28年度新学術領域若手ワークショップ/第10回細胞壁ネットワーク定例研究会
    • 発表場所
      KKRホテル熱海(静岡県・熱海市)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 体内のホウ素利用効率が上昇した新規bor1-1抑圧変異株の解析2016

    • 著者名/発表者名
      野崎佑斗、三輪京子
    • 学会等名
      平成28年度新学術領域若手ワークショップ/第10回細胞壁ネットワーク定例研究会
    • 発表場所
      KKRホテル熱海(静岡県・熱海市)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ガラクツロン酸転移酵素GAUT10変異はRG-II架橋率を維持することによりシロイヌナズナのホウ素要求量を低下させる2016

    • 著者名/発表者名
      船川寛矢、三輪京子
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2016年度佐賀大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 栄養要求量低下による不良栄養環境に耐性な植物の作出2016

    • 著者名/発表者名
      三輪京子
    • 学会等名
      2015年度日本生物工学会北日本支部
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一年草における栄養利用の分子レベルでの制御 -根と地上部との情報伝達-2016

    • 著者名/発表者名
      三輪京子
    • 学会等名
      第63回日本生態学会仙台大会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホウ素欠乏に対する感受性が低下したシロイヌナズナ変異株の解析2016

    • 著者名/発表者名
      廣口覚彦、三輪京子
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ホウ酸輸送体BOR1の5'-UTRによるホウ素依存的な翻訳抑制の植物体における解析2016

    • 著者名/発表者名
      相原(尾島)いづみ、平井達也、尾之内均、内藤哲、三輪京子
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 植物の不良環境耐性を向上させる遺伝子資源の探索2016

    • 著者名/発表者名
      三輪京子
    • 学会等名
      第15回北大若手研究者交流会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホウ素要求量が低下したシロイヌナズナbor1-1抑圧変異株の単離と遺伝学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      船川寛矢、三輪京子
    • 学会等名
      平成27年度新学術領域若手ワークショップ/第9回細胞壁ネットワーク定例研究会
    • 発表場所
      アイアイランド(大阪府・四條畷市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素の恒常性維持に貢献するホウ酸輸送体BOR1の転写後制御の分子機構2015

    • 著者名/発表者名
      相原いづみ、三輪京子
    • 学会等名
      平成27年度新学術領域若手ワークショップ/第9回細胞壁ネットワーク定例研究会
    • 発表場所
      アイアイランド(大阪府・四條畷市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素要求量が低下したシロイヌナズナ変異株の単離と遺伝学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      船川寛矢、相原いづみ、三輪京子
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2015年度京都大会
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 体内の栄養要求量を決定する機構と栄養欠乏による積極的な成長停止の仮説の検証2015

    • 著者名/発表者名
      三輪京子
    • 学会等名
      第1回植物の栄養研究会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホウ酸架橋されたペクチン質多糖による植物細胞の伸長制御2015

    • 著者名/発表者名
      三輪京子、相原いづみ、船川寛矢、廣口覚彦
    • 学会等名
      第67回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2015-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 植物細胞壁実験法「ホウ素トランスポーター」2016

    • 著者名/発表者名
      三輪京子
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      弘前大学出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi