研究課題
本研究の目的は、細胞壁関連遺伝子ファミリーであるXTHやPMEファミリーの各メンバーの機能分担と、それらの働きを統御する制御因子の働き、という視点から、陸上植物の茎の発生の分子メカニズムを解明することである。そのために、H22年に本研究を開始するに当たっては、①シロイヌナズナとイネ、それぞれのXTH とPMEファミリーの中で、茎の特定組織における細胞伸長と組織支持の分子過程に関わるメンバーを特定すること、②それらのメンバーによる細胞壁変化の実体を解明すること、③伸長と支持の両機能の統御に関わる制御因子を探索することを主要な達成目標とし、三年間研究を進めてきた。昨年までの研究により、イネOsXTH19の形質転換体の表現型および組換え酵素のin vitro機能の解明、シロイヌナズナのPME35(旧称PME61)のT-DNAタグラインの表現型の解析、更にPME35による酵素作用点などの特定を終えた。これらの成果を基に、今年度はまず、PME35の欠損変異とその相補ラインを用いて、PME35の細胞壁中での機能の解明を進めた。その結果、PME35の欠損による茎の支持機能の低下は、皮層などの一次細胞壁内のペクチンのホモガラクツロナン領域のメチルエステル基の分解が滞ったことにより、カルシウム架橋を形成できないことが直接の原因であること、リグニンやキシランなどの二次細胞壁成分の変化によるものでは無いことを明らかにした。また、T-DNA挿入ホモラインの網羅的なスクリーニングにより、胚軸伸長停止の時期の異常な変異体を単離し、その遺伝子のタンパク質機能および表現型の解析を進めた。その結果、伸長と支持の両機能の統御に関わる制御因子候補を複数種単離することができた。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Current Biology
巻: 23 ページ: 479-484
DOI:10.1016/j.cub.2013.02.001
Plant Cell
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Journal of Plant Research
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10.1105/tpc.112.099325
http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/nishitani_lab/index.html
