研究課題
基盤研究(B)
細胞接着およびペクチン生合成メカニズムの分子的理解を目的として、タバコ(Nicotiana plumbaginifolia)の半数体植物の葉切片にアグロバクテリウムを介してT-DNAを導入して培養し、不定芽形成能力を失うと同時に、細胞接着性の弱くなった突然変異体nolac(non-organogenic callus with loosely attached cells)の作出系を確立した。得られた変異体の一つであるnolac-H18株において、変異の原因遺伝子として新規糖転移酵素遺伝子=NpGUT1(glucuronyltransferase 1)が同定された。NpGUT1は、ペクチン多糖にグルクロン酸を転移する新規酵素をコードする遺伝子で、茎頂や根端などの頂端分裂組織で特に発現が強かった。変異体のペクチンでは、ラムノガラクツロナン-II(RG-II)においてグルクロン酸を欠くため、ホウ素を介した分子間架橋が形成されなかった。またこの遺伝子は、分裂組織以外では、タペート組織、成熟花粉、花粉管の先端部、花柱の伝達組織において発現が見られた。そこで、DEXによりNpGUT1アンチセンスが誘導される形質転換タバコを作成し、各ステージでDEXを投与したところ、雄器官では花粉形成、花粉発芽・花粉管伸長の阻害が見られ、また雌器官では、花柱の伝達組織の形成に異常が生じ、不稔となった。一方、ペクチンRG-Iのアラビナン鎖の伸長が著しく抑制されている変異体nolac-H14において、原因遺伝子として新規膜タンパク質をコードするLARA1(long arabinan related protein 1)が同定された。過剰のアラビノースを培地に添加することにより変異形質が回復した事から、LARA1はアラビノース転移酵素へUDP-アラビノースを供給する輸送体の一部である可能性が考えられた。
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