| 研究領域 | 植物細胞壁の情報処理システム |
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| 研究課題/領域番号 |
24114006
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
佐藤 忍 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70196236)
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| 研究分担者 |
円谷 陽一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10142233)
小竹 敬久 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20334146)
岩井 宏暁 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30375430)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | 細胞壁 / ペクチン / 組織癒合 / 導管液 / アラビノガラクタン / プロテオグリカン |
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| 研究実績の概要 |
①発生・発達過程における細胞壁マトリックス多糖の機能：イネの花器官形成や稔実性に異常が観察されたアラビノース転移酵素、GRP、THRGP、ペクチンメチル化関連酵素遺伝子のRNAiおよび変異体について、相補性試験を含めた解析を進める。また、細胞壁に変化が確認された細胞壁改変イネについて、種々の環境ストレス耐性について調査を行う。Ca欠乏下のトマト果実の成熟過程における組織別の細胞壁架橋の変化について調査を行う。
②組織癒合と器官間相互作用におけるアポプラストの機能：シロイヌナズナ花茎の組織癒合過程で， PDCB（Callose binding plasmodesmal neck protein）およびMMP (Matrix metalloproteinase)の発現および機能解析を進めた。ポプラの導管液中で冬季に増加するタンパク質XSP25, XSP24およびグCIN（Cell wall invertase）とSWEET（ショ糖排出トランスポーター）に関して，短日に反応する遺伝子と低温に反応する遺伝子に分かれることが判明した。
③細胞間情報分子としてのプロテオグリカンの機能：ダイコンのAGP糖鎖にL-Fucを含む新規な構造が含まれていることを明らかにした。また、AGP糖鎖分解酵素遺伝子を利用して植物生体体内でAGP糖鎖をオリゴ糖に分解したところ、胚軸の成長が著しく阻害され、AGP糖鎖が情報分子として働くことが示唆された。イネ培養細胞では，糖鎖末端に4-メチルGlcAとL-Araを含みβ-1,6-ガラクタン鎖長が６以上のオリゴ糖が，病害応答反応を誘導することがわかった。
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| 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
当初予定した細胞壁多糖やタンパク質等の機能に関する研究が順調に進展し、8編の論文を発表することができたので。
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| 今後の研究の推進方策 |
①イネの花器官形成や稔実性に異常が観察されたアラビノース転移酵素、グリシンリッチタンパク質、スレオニンリッチタンパク質、ペクチンメチル化関連酵素遺伝子のRNAiおよび変異体について、相補性試験を含めた解析を進める。また、細胞壁に変化が確認されたアラビノフラノシダーゼ、ペクチン分解酵素過剰発現イネについて、種々の環境ストレス耐性について調査を行う。カルシウム欠乏下のトマト果実の成熟過程における組織別の細胞壁架橋の変化について調査を行う。
②シロイヌナズナ花茎の組織癒合過程で，ジャスモン酸やLAP2.6L-TF等によって制御を受けるPDCB（Callose binding plasmodesmal neck protein）の発現およびタンパク質の動態解析を進める。また，欠損変異体で癒合部の細胞分裂が促進されることが判明しているMMP (Matrix metalloproteinase)の発現およびその標的タンパク質の解析を進める。ポプラの導管液中で冬季に増加するタンパク質や糖質に関わる遺伝子に関して，発現解析および機能解析を進める。
③AGP糖鎖から調製したオリゴ糖がイネの培養細胞で病害応答反応を引き起こすことが分かったのでこのオリゴ糖の構造解析を進め、生理活性を持つ糖鎖構造を決定する。また、AGP糖鎖を分解・遊離させる酵素を発現させたシロイヌナズナは胚軸の成長が著しく阻害されるので、成長阻害が起きるメカニズムをAGP糖鎖や遊離オリゴ糖の構造解析と遺伝子発現解析から明らかにする。
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