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植物の糖転流経路における二次原形質連絡形成のメカニズムの解明

公募研究

研究領域植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高CO2応答の包括的解明
研究課題/領域番号 22114503
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
研究機関埼玉大学

研究代表者

西田 生郎  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40189288)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード高CO2濃度 / 糖転流 / 二次原形質連絡 / 光合成生産 / シンプラスト
研究概要

シロイヌナズナの変異株restricted sucrose export1(rsx1)は、ソース葉の葉脈篩部の二次原形質連絡(2°PD)形成が不全となり、糖転流が部分的に阻害される変異株である。RSX1は細胞壁中間層のペクチン酸層を分解して2°PD形成を促進すると考えられる。本研究では、RSX1の原形質連絡局在を、RSX1-EYFPに対する間接蛍光抗体法、アニリンブルーによる原形質連絡カロースとEYFPの共局在、および金コロイド免疫抗体法により証明した。また、高CO_2環境下(780ppm)でのRSX1発現量の増加を、RT-PCR法およびプロモータGUS活性測定から明らかにし、アニリンブルー染色により間接的に高CO_2環境下でのPD形成の強化を明らかにした。さらに、野生株種子は、糖を含まないMGRL培地で発芽できるがその後成長できず、高CO_2環境下(780ppm)でのみ発達できるのに対し、rsx1-2変異株は、通常CO_2環境下でも発芽・成長が可能であるという違いを明らかにした。以上の結果は、RSX1が2°PDの形成、糖転流経路の構築、および高CO_2環境応答に重要な役割を担っていることを示唆している。シロイヌナズナの糖転流経路にはまだ不明な点が多く、今後は、RSX1発現の組織特異性と糖転流能および原形質連絡形成との関係や、RSX1発現部位と篩部積み込み経路におけるシンプラスト経路構築の関係など、未解決の問題として残されている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

RSX1の原形質連絡局在を証明できた意義は大きい。また、高CO2環境で野生型とRSX1種子で,生育に違いが出ることを新たに見いだしている。しかし、RSX1発現によりあらたな原形質連絡形成を誘導できるのかについては検討が進まなかった。

今後の研究の推進方策

RSX1発現強化により、新たな篩部積み込み経路を構築できるのか、高CO_2環境下の糖蓄積による負のフィードバックを回避することができるのかについて検証する。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] PHOSPHATIDYLSERINE SYNTHASE1 is required for microspore development in Arabidopsis thaliana2011

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka, Y., Yu, Y., Mizoi, J., Fujiki, Y., Saito, K., Nishijima, M., Lee, Y., Nishida, I.
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RSX1 pectate lyase of Arabidopsis thaliana also affected symplastic connections in PPC-SE walls2012

    • 著者名/発表者名
      Zhongrui Duan, Toshiaki Ito, Keita Arakawa, Yuki Fujiki, Ikuo Nishida
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シンク/ソースの切り替えと二次原形質連絡形成2011

    • 著者名/発表者名
      段中瑞、西田生郎
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Roles of RESTRICTED SUCROSE EXPORT1 Pectate Lyase in Sucrose Translocation and Secondary Plasmodesmal Biogenesis in the Leaf Vein of Arabidopsis Source Leaves2010

    • 著者名/発表者名
      Nishda, I., Duan, Z., Ikehata, N., Konishi, S., Matsumoto, M., Ito, T., Kotake, T., Tsumuraya, Y., Nakamura, M., Yoneyama, T., Hayashi, H., Fujikawa, S., Fujiki, Y., Yano R.
    • 学会等名
      International Conference on Plant Vascular Biology 2010
    • 発表場所
      Ohio State University, USA
    • 年月日
      2010-07-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 糖転流促進の方法2010

    • 発明者名
      西田生郎・矢野亮一
    • 権利者名
      国立大学法人埼玉大学
    • 産業財産権番号
      2010-110837
    • 出願年月日
      2010-05-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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