研究課題
基盤研究(C)
申請者は申請期間中に、FRET効率の高いCa^<2+>センサータンパク質yellow cameleon3.6 (YC3.6)遺伝子を導入したシロイヌナズナを作出し、アブラナ科植物の和合受粉過程における雌蕊乳頭細胞と花粉の細胞内Ca^<2+>濃度変動をモニターする系を構築した。この形質転換植物を使ってモニターした結果、花粉では発芽前に乳頭細胞との接触部位でCa^<2+>濃度勾配が形成されること、乳頭細胞では花粉(管)の吸水・発芽・侵入に伴ってダイナックなCa^<2+>濃度変動がおきることが明らかになった。また、花粉表層物質単独で、乳頭細胞のCa^<2+>濃度変動がおきることも明らかになった。これらの結果は、和合受粉時における乳頭細胞と花粉間の認識反応の下流でCa^<2+>を介した情報伝達系があることを示唆している。そこで、Ca^<2+>濃度変動に関連すると予想される受粉時の乳頭細胞アクチンの配列をモニターした。その結果、和合受粉時にはアクチンの重合・束化が促進されること、アクチンの脱重合が和合受粉反応を阻害すること、アクチンの再構成と共に液胞の形態変化が起きることが明らかになった。またアクチンの再構成は花粉表層物質単独でも誘導されたことから、花粉表層には、Ca^<2+>濃度変動を誘導するだけではなくアクチンの再構成や水の移動に関わる物質(和合シグナル)が存在することが示された。一方、受粉時の花粉-雌蕊認識に関わる因子探索のために、EMS処理種子から稔性の低下した変異体をスクリーニングした。その結果、雌蕊側変異株が2株、花粉側変異株が7株、雌蕊・花粉変異株が4株得られた。後代を解析したところ、雌蕊側変異株については、受精過程での変異株であることが示唆された。
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