2021 Fiscal Year Annual Research Report
New approach to reveal heartwood formation: elucidation of temporally and spatially dynamics of autolytic enzymes that control cell death
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19H03014
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
半 智史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40627709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
船田 良 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20192734)
粟野 達也 京都大学, 農学研究科, 助教 (40324660)
高田 直樹 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 森林バイオ研究センター, 主任研究員 等 (90605544)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 放射柔細胞 / 細胞死 / 心材形成 / ポプラ / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射柔細胞の細胞死過程における自己分解酵素の挙動を明らかにする上で、自己分解酵素の局在を詳細に理解することが重要である。今年度は免疫標識による自己分解酵素の局在について解析を進めた。交雑ポプラ（Populus sieboldii x P. grandidentata）3個体から2021年10月に辺材から心材に至るまでの試料を採取し、自己分解酵素の組織内および細胞内局在について、RD21の抗体を用いた免疫標識法によって観察した。その結果、RD21は辺材外層から中層にかけて放射柔細胞および軸方向柔細胞に多く存在していることが明らかになった。
加えて、自己分解酵素の機能解析のため、これまでの解析から放射柔細胞の細胞死に関わると考えられる自己分解酵素遺伝子を破壊したゲノム編集個体を作出する必要がある。今年度は、これまでに作出したゲノム編集個体の木部組織の形態観察を実施し、自己分解酵素の遺伝子破壊によって木部繊維の細胞壁形成に影響が生じる可能性を見出した。
さらに、心材形成過程における自己分解酵素の機能解析のためには、ゲノム編集を行った交雑ポプラを用いて人為的な心材形成を誘導することが必要である。昨年度に続き、交雑ポプラの挿し木を用いて誘導条件の検討を実施したが、人為的な心材形成の誘導には至らなかった。
また、ニセアカシアを供試材料とした蛍光スペクトルイメージングにより心材形成過程における細胞死と心材成分の沈着について解析を行ったが、細胞死に先駆けて心材成分の自家蛍光が検出されることに加えて、蛍光スペクトルの解析結果から細胞ごとに自家蛍光の変化のプロセスに違いが存在することが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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