配偶子形成におけるプラスチドの役割と葉緑体への分化・維持に関する研究

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16085207
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 坂本 亘 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (20222002)
• 研究分担者: 富田 祐子 (半場 祐子) 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (90314666)
• キーワード: プラスチド分化 / 配偶子形成 / シロイヌナズナ / 植物オルガネラ

研究概要

本研究では、葉緑体のライフサイクル全体からみたプラスチド分化機能の全体を把握することを目的とし、特にこれまでに不明の点が多い以下の2つの過程、すなわち、(1)花粉形成時におけるオルガネラおよびオルガネラDNAの挙動、(2)葉緑体分化時におけるチラコイドの形成、を解析するため、突然変異体のスクリーニングと遺伝子の単離を試みることとした。
1.花粉形成時におけるオルガネラおよびオルガネラDNAの挙動と変異体のスクリーニング
これまでにシロイヌナズナの成熟花粉を押しつぶしてDAPI染色によりオルガネラDNAを観察する手法を確立しており、この方法により成熟花粉においてオルガネラDNAが残存して存在する変異体を今年度は探索した。通常、野生型では成熟花粉の細胞質には殆どDAPI染色が見られないが、シロイヌナズナで約5,000のM2個体の花粉をスクリーニングした結果、栄養細胞の細胞質にDAPI染色が観察される変異体が得られた。これらの個体では、DAPI染色の強度とそれらの頻度が一定ではなく、それらのデータに基づき3つの変異系統に分類することができた。
2.葉緑体分化に関する変異体のスクリーニングと原因遺伝子の解析
我々がこれまでに解析を進めている斑入り突然変異var2は、チラコイド膜のタンパク質分解に関わる主要なATP依存プロテアーゼFtsHの1つ(FtsH2)が欠損している。この変異体において葉が斑入りを示すのは、FtsH2がチラコイド膜形成に関わる重要な因子であると考えている。斑入りを起こす分子機構とチラコイド分化を詳しく調べる目的で、var2をEMS処理したM2世代から斑入りを回復するサプレッサー系統(Suppressor of var2; sv2)を選抜し、それらの遺伝要因を調べることにした。

研究成果

• [雑誌論文] Allelic characterization of the leaf-variegated mutation var2 identifies the conserved amino acid residues of FtsH important for ATP hydrolysis and proteolysis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, W., Miura, E., Kaji, Y., Okuno, T., Nishizono, M., Ogura, T.(2004)
  • 雑誌名: Plant Molecular Biology (印刷中)
• [雑誌論文] FtsH proteases in chloroplasts and cyanobacteria. (2005)
  • 著者名/発表者名: Adam, Z., Zaltsman, A., Sinvany-Villalobo, G., Sakamoto, W.
  • 雑誌名: Physiol Planta. (印刷中)