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花粉管細胞壁に作用する花粉管誘引物質の構造と機能の解明

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 15H01231
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

金岡 雅浩  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10467277)

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)
キーワード花粉管 / 花粉管ガイダンス / 受精 / 種間障壁 / シグナル伝達 / 植物有性生殖 / ペプチド / イメージング / 細胞壁
研究実績の概要

花粉管誘引とは、雌しべ内部を伸長する花粉管を卵細胞のある胚のうへと導くメカニズムであり、被子植物の受精にとってきわめて重要である。トレニアやシロイヌナズナを用いた研究により、胚のうへの短距離誘引シグナルの実態として助細胞から細胞外に分泌されるLUREsが同定されている。トレニアとシロイヌナズナのLUREではアミノ酸配列がことなることから、本研究ではLUREの種選択的な活性に必要な構造の解明を目的として実験をおこなった。その結果、各LUREタンパク質の一部の配列が種選択的な花粉管誘引に必要だと明らかになった。タンパク質の構造解析より、その領域はLURE分子の表面にあたることも明らかになった。
また、独自のアッセイ系から長距離誘引に関わる因子として、胚珠胞子体組織から細胞外に分泌される新規タンパク質CALL1をトレニアより発見した。CALL1タンパク質の局在を解析したところ、遺伝子の発現部位である胚珠よりも広範に分布していることが分かった。トレニアにはCALL1様遺伝子が5つあり、それらの誘引活性を調べたところ、2つの遺伝子産物に誘引活性が見られた。CALL1のシロイヌナズナホモログタンパク質を作成し花粉管誘引活性を調べたところ、1つのタンパク質に活性が認められた。また、この花粉管誘引は、LURE受容体を欠いた植物でもみられた。このことから、CALL1による花粉管誘引はLUREによる誘引とは別のシグナル系で起こっていることが示唆された。

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

    (8件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Variation in the strength of reproductive interference from an alien congener to a native species in Taraxacum2017

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Nishida, Keisuke Hashimoto, Masahiro M Kanaoka, Ko-Ichi Takakura, Takayoshi Nishida
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 130 号: 1 ページ: 125-134

    • DOI

      10.1007/s10265-016-0865-5

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Peptide signaling in pollen tube guidance2015

    • 著者名/発表者名
      MM Kanaoka, T Higashiyama
    • 雑誌名

      Current opinion in plant biology

      巻: 28 ページ: 127-136

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2015.10.006

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 花粉管ガイダンスを制御する分泌因子2016

    • 著者名/発表者名
      金岡雅浩、東山哲也
    • 学会等名
      第57回植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of multiple signaling molecules in semi-in-vivo pollen tube guidance2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kanaoka
    • 学会等名
      日本植物学会第80会大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of pollen tube guidance by secreted peptides and molecules2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kanaoka
    • 学会等名
      ICAR2016
    • 発表場所
      HICO, GyeongJu, Korea
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] トレニアのin vitro受精系から明らかになった花粉管ガイダンスに関わ るシグナル分子2015

    • 著者名/発表者名
      金岡雅浩
    • 学会等名
      遺伝研研究会
    • 発表場所
      遺伝学研究所
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phenotypic plasticity in relation to water environment in allotetraploid Cardamine flexuosa2015

    • 著者名/発表者名
      金岡雅浩
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2015-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東山研究室HP

    • URL

      http://www.higashiyama-lab.com

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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