遺伝子導入技術を用いた木部細胞分化機構の解析

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02640517
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福田 裕穂 東北大学, 理学部, 助教授 (10165293)
• キーワード: 木部細胞 / 細胞分化 / 管状要素 / differential screening / 遺伝子導入 / アグロバクテリア / ヒャクニチソウ / シロイヌナズナ

研究概要

この研究はの目的は、木部細胞分化過程で現れる分化特異的な遺伝子の役割と発現調節機構を分子生物学的手法を用いて解析することにより、植物細胞分化機構解明に迫ることにある。これまでに得られた成果は、次のようなものである。
1.木部分化特異的遺伝子の単離と解析:ヒャクニチソウ単離葉肉細胞から管状要素(道管・仮道管細胞)へ分化しつつある細胞(培養後48時間目の細胞)のmRNAをもとにcDNAライブラリ-を作成した。このライブラリ-を用い、分化培地、非分化培地で48時間培養した細胞からのmRNAをもとにdifferential screeningを行った。その結果、分化特異的な遺伝子を4個単離することができた(TED1ー4)。これらの遺伝子はいずれも培養後48時間目以降急激に発現する性質をもっていた。これらの遺伝子の塩基配列を決定したところ、TED1はミトコンドリアF1ーATPaseと、TED2はモルモットのレンズタンパク質と、TED4は糊粉層特異的タンパク質との相同性が認められた。
2.遺伝子導入系の確立とTED遺伝子の導入:シロイヌナズナ、ヒャクニチソウへのアグロバクテリアを用いた遺伝子導入系を確立した。これを用いて、TED2遺伝子のセンス・アンチセンスDNAをヒャクニチソウに導入してその木部分化に対する影響を調べた。しかし、現在までのところ分化に対する影響は観察されていない。

研究成果

• [文献書誌] Sugiyama,M.;Fukuda,H.and Komamine,A.: "Characteristics of the inhibitory effect of 5ーfluorodeoxyuridine on cytodifferentiation into tracheary elements of isolated mesophyll cells of Zinnia elegans." Plant Cell Physiol.31. 61-67 (1990)
• [文献書誌] Leung,J.;Fukuda,H.,Wing,D.;Schell,J.;and Masterson,R.:"Functional analysis of cisーelements.auxinーresponse and early developmental profiles of the mannopine synthase bidirectional promoter." Mol.Gen.Gen.230. 463-474 (1991)
• [文献書誌] Fukuda,H.: "Control of xylem differentiation." Proceedings of the 7th international symposium in conjunction with award of the international prize for biology.
• [文献書誌] Fukuda,H.: "Tracheary element formation as a model system of cell differentiation." International Review of Cytology.
• [文献書誌] 福田 裕穂: "現代植物生理学、第3巻 生長と分化(柴岡弘郎編)" 朝倉店書, 94-113 (1990)
• [文献書誌] 福田 裕穂: "細胞とバイオサイエンスII(日本組織培養学会編)" 朝倉書店, 368-374 (1991)