2016 Fiscal Year Annual Research Report
Function of boron in plant cell walls
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26450078
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小林 優 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60281101)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木野内 忠稔 京都大学, 原子炉実験所, 講師 (90301457)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物 / 細胞壁 / ペクチン / ホウ素 / ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の必須元素ホウ素（B）は細胞壁に局在し、ペクチンのラムノガラクツロナンII（RG-II）領域と特異的に結合しペクチンをゲル化させている。しかしそのペクチンゲルがいかなる生理機能を果たしているかは未だ明らかでない。そこで本研究では、B-RG-II架橋形成の撹乱に対するシロイヌナズナの生理応答を解析するとともに、B-RG-II架橋の形成過程についても検討した。
シロイヌナズナをBを含まない培地に移すと1時間以内に根の伸長領域で細胞死が発生する。この迅速な応答をもたらす機構について検討した結果、昨年度までに明らかにしたカルシウム流入や活性酸素分子種の生成・蓄積に加え、一酸化窒素の生成・蓄積が一連の応答に関与していることを見出した。この知見や網羅的遺伝子発現解析の結果から、ホウ素欠乏応答は、細胞壁構造の不安定化（分解）を伴う病原菌感染応答と共通する応答を誘導する可能性が示唆された。
B-RG-II架橋構造が細胞壁構造の構築初期段階から存在するのか明らかにするため、細胞分裂時に形成される細胞壁前駆体である細胞板にRG-IIが存在するか、免疫組織化学的手法により検討した。新たに作成した抗RG-IIモノクローナル抗体を用いて解析した結果、シロイヌナズナ根端および茎頂の分裂組織において、分裂中の細胞の中央部にエピトープが検出された。そのシグナルは抗カロース抗体によるシグナルと共局在したことから、細胞板にRG-IIが存在すると考えられた。これは昨年度までにポリクローナル抗体とタバコ培養細胞を用いた実験で得られた知見と一致する結果であり、B-RG-II架橋構造は細胞壁構築の初期段階から存在することが改めて示唆された。
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