高等植物の細胞接着機構に関わる遺伝子の同定とその発現制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14360204
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 佐藤 忍 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (70196236)
• Keywords: ペクチン / グルクロン酸 / 遺伝子 / タバコ

Research Abstract

半数体Nicotiana plumbaginifoliaの葉切片にアグロバクテリウムを介してT-DNAを導入し、不定芽形成能力の喪失と共に細胞接着性の低下した変異体を作出した。そのうちnolac-H18株において、変異の原因遺伝子として新規糖転移酵素遺伝子=NpGUT1(glucuronyltransferase 1)が同定された。NpGUT1は、ペクチン多糖にグルクロン酸を転移する新規酵素をコードするペクチン合成に関わる初めての遺伝子で、頂端分裂組織で特に発現が強かった。また、変異体のペクチンではホウ素を介した分子間架橋が形成されなかった。
次に、pNpGUT1::GUS形質転換タバコを用いて、生育ステージによる発現解析を行ったところ、NpGUT1は、球状胚、心臓型胚、魚雷型胚といった若いステージの種子胚の全体、発芽直後の子葉・茎頂、芽生えの茎頂および篩部・維管束形成層で発現を示した。花においては、タペート組織、成熟花粉、花粉管の先端部、花柱の伝達組織において発現が見られた。
以上のことから、NpGUT1は、ペクチンのホウ素架橋の形成に重要であることが明らかとなったが、この遺伝子はメリステム等における細胞接着ばかりではなく花粉管と花柱伝達組織の間における接着にも重要であることが示された。今後さらに詳細な発現解析を行うと共に、その翻訳産物の細胞内局在性を明らかにすることにより、ペクチン生合成のメカニズムと、細胞接着における働きが明らかになることが期待される。

Research Products

• [Publications] Iwai H, Masaoka N, Ishii T, Satoh S: "A pectin glucuronyltransferase gene is essential for intercellular attachment in the plant meristem"Proc Natl Acad Sci USA. 99(25). 16319-16324 (2002)