研究課題
本研究では、厚い二次壁と有縁壁孔やらせん肥厚など複雑な構造を形成する仮道管や道管要素などに形態が類似した二次木部様細胞を、樹木の培養細胞から高頻度で直接誘導する新規モデル系を確立し、生体イメージング技術を駆使して二次木部細胞の分化制御機構に関する新知見を得ることを主目的としている。本年度は、ポプラやスギなどの培養細胞から誘導した二次木部様細胞の形態や細胞壁構造の詳細な解析を行うとともに、細胞内の細胞骨格を可視化し、最終報告を作成することを目的とした。ポプラの培養細胞を用い、二次木部様細胞の誘導条件を検討した。植物ホルモンの添加条件などを検討することにより、有縁壁孔をもつ管状要素が観察され、培養細胞から二次木部様細胞の直接誘導に成功した。培養細胞内に存在する微小管をGFP融合タンパク質発現法で観察したところ、微小管は細胞の分化が進むにつれて方向性を有した配向に連続的に変化した。また、微小管が部分的に消失する場所が認められ、微小管の局在が壁孔の形成位置の決定に関与していると考えられる。また、培養細胞内に存在するアクチンフィラメントを蛍光抗体染色法およびGFP融合タンパク質発現法で可視化する方法も確立した。一方、異なる針葉樹の培養細胞を詳細に解析したところ、培養細胞中に管状要素に類似した特徴をもつ細胞が存在していた。樹種によっては、有縁壁孔やらせん肥厚など二次木部様の管状要素も誘導されていた。さらにスギの針華由来の懸濁培養細胞から管状要素をin vitroで誘導することに成功し、分化中細胞の形態形成と表層微小管の配向との関連性を解析した。以上の成果から、二次木部様の管状要素を樹木の培養細胞から直接誘導させるモデル系を新規に確立できたといえる。また、細胞形態や細胞壁構造の制御に細胞骨格の立体的な配向が密接に関与していると結論づけられる。
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