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2015 年度 実績報告書

二次細胞壁のパターン形成を支配する空間シグナルの解明

公募研究

研究領域植物細胞壁の情報処理システム
研究課題/領域番号 15H01243
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

小田 祥久  国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (30583257)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード二次細胞壁
研究実績の概要

平成27年度は根の木部道管の二次細胞壁パターンに異状を示す変異体のスクリーニングを行い、多数の変異体を単離しました。主な表現型としては壁孔の密度や壁孔の大きさ、形状、方向性に異常が見られる変異体に着目しました。これらの変異体のバッククロスを進め、次世代シークエンサーを用いてゲノムリシークエンスを行う準備を進めました。さらに変異体とLandsberg系統とで交配を行い、そのF2集団を用いてラフマッピングを行う準備を進めました。同一の表現型を示す固体間で交配を行い、そのF1個体の表現型を指標にしてアレリズムテストを行い、各表現型の変異体で複数の原因遺伝子が存在する可能性を見出しました。また、これまでに逆遺伝学的な手法により同定した二次細胞壁パターンの新規制御因子の解析を進めました。その中で同定した新規の微小管付随タンパク質は複数の微小管付随領域と、細胞膜付随領域を有しており、これらの複数の領域により通常の微小管付随タンパク質よりも強固に微小管に結合していることが分かりました。また、細胞膜との相互作用により表層微小管に特異的に作用し、その重合を促進し、細胞膜上の活性型ROP GTPaseの局在に影響することが分かりました。計算機シミュレーションを行った結果、このタンパク質の微小管への作用と、活性型ROP GTPaseのシグナル経路とのバランスが後生木部道管の二次細胞壁パターンを決定していることが示唆されました。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

変異体の単離と解析が予定通り進みました。また、新規制御因子の解析も予定通り進み、新知見を得ることに成功しています。

今後の研究の推進方策

今後は新規に単離した変異体の原因遺伝子を同定するために、バッククロスを進めた集団から表現型を示す個体群と対象の個体群について次世代シークエンサーを用いてリシークエンスを行い、両者の比較解析から原因遺伝子の候補を割り出します。候補遺伝子の相補およびT-DNA挿入変異体の解析から原因遺伝子を特定します。さらに新規の二次細胞壁パターン制御因子は生化学的な手法も用いて機能を解析します。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Cortical microtubule rearrangements and cell wall patterning2015

    • 著者名/発表者名
      Oda, Y.
    • 雑誌名

      Frontiers in plant science

      巻: 6 ページ: 236-239

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00236

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 二次細胞壁パターンの獲得における新規微小管付随タンパク質の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      杉山友希、若崎眞由美、佐藤繭子、豊岡公徳、福田裕穂、小田祥久
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡、岩手
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [学会発表] 道管において二次細胞壁パターンを協調的に制御するROP GTPaseシグナルの解析2016

    • 著者名/発表者名
      長島慶宜、福田裕穂、小田祥久
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡、岩手
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-18
  • [学会発表] Two-dimensional microtubule organization in plant xylem cells2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2016 "Quantitative Biology: force, information and dynamics: X factors shaping living systems"
    • 発表場所
      National Institute of Genetics, Mishima, Japan
    • 年月日
      2016-01-12 – 2016-01-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cortical microtubule patterning in xylem cells2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      Biochemistry and Moleclar Biology 2015 (BMB2015)
    • 発表場所
      Kobe Port Island, Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular basis of plant cell wall patterning: a Rho GTPase-driven symmetry breaking in the two-dimensional microtubule organization2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      iCeMS International Symposium Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-09-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spontaneous pattern formation of Rho GTPase in xylem vessel cells2015

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, Y., Fukuda H., Oda, Y.
    • 学会等名
      iCeMS International Symposium Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-24
    • 国際学会
  • [学会発表] 表層微小管の動態制御に基いた二次細胞壁の空間構築2015

    • 著者名/発表者名
      杉山友希、福田裕穂、小田祥久
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08
  • [学会発表] 道管において壁孔の空間配置を制御するROP GTPaseシグナルの解析2015

    • 著者名/発表者名
      長島慶宜、福田裕穂、小田祥久
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08
  • [学会発表] 木部道管への片道切符:細胞壁の不可逆的な機能転換2015

    • 著者名/発表者名
      小田祥久、長島慶宜、杉山友希、佐々木武馬、福田裕穂
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-06
  • [学会発表] Secondary cell wall patterning in metaxylem vessels2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Arabidopsis Research
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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