花粉の発芽に関わるホスホイノシチドの研究

磷酸肌醇参与花粉萌发的研究

• 批准号: 21K05392
• 负责人: 加藤 真理子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05392/
• 关键词: ホスホイノシチド; 脂質シグナル; 細胞膜; 花粉; 細胞極性; 脂質; 植物; 細胞形態形成

花粉は発芽し花粉管を伸長することにより、花粉が内包する精細胞を卵細胞に送達する。このため花粉の発芽と伸長の過程は生殖に重要である。これに加え、この過程は種子が可食部となる穀類では収量に直結し、農産業における人工受粉の効率にも関わる。このことから、花粉の発芽と花粉管伸長の仕組みを理解することは、基礎および応用研究の観点から重要な課題といえる。花粉管の伸長と比べ、花粉の発芽に関わる分子機構は不明な点が多い。申請者は、ホスホイノシチドの一種であるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸（以下PI(4,5)P2と記す）の代謝に関わる酵素をコードする遺伝子群を欠失したシロイヌナズナでは、花粉の発芽が不全となることを発見した。本研究では、このシロイヌナズナ変異体を詳細に調べることにより、花粉の発芽に関わる分子機構の解明を目指す。本年度は、花粉におけるPI(4,5)P2の細胞内局在を観察した。その結果、野生型の花粉では、花粉が発芽する直前にPI(4,5)P2プローブが発芽予定位置の細胞膜に局在することが分かった。一方、シロイヌナズナ変異体の花粉では、PI(4,5)P2プローブに由来する蛍光が細胞質全体に広がった。このことから、花粉が発芽する予定位置の細胞膜ではPI(4,5)P2が蓄積し、それがない変異体花粉では発芽が不全となることが明らかとなった。次に、PI(4,5)P2を過剰に発現する形質転換シロイヌナズナを作製し、発芽への影響を調べた。その結果、PI(4,5)P2を過剰に発現する花粉では野生型の花粉よりも発芽が促進されることが分かった。

Pollen buds, pollen tubes, sperm cells, egg cells Pollen development and elongation are important for reproduction. This process is related to the edible part of seed, the yield of grain, the direct connection of agricultural industry and the artificial pollination rate. This is an important topic for understanding pollen germination and pollen tube elongation. Pollen tube elongation and pollen bud development are related to molecular mechanism. The applicant is interested in finding out that the enzyme involved in metabolism of 4,5-dicarboxylic acid (PI(4,5)P2 below) is incomplete in pollen development. In this study, the molecular mechanism of pollen germination was studied in detail. This year, the intracellular structure of PI(4,5)P2 was observed. The results showed that the wild-type pollen and pollen bud development was preceded by PI(4,5)P2 and the cell membrane at the predetermined position of bud development was separated. A square, a square, a The cell membrane PI(4,5)P2 of the pollen bud at a given position accumulates and the pollen bud is incomplete. Second, PI(4,5)P2 is the key to the quality of the product. The results showed that PI(4,5)P2 could promote the development of wild type pollen.

项目成果

脂質シグナル形成におけるホスファチジルイノシトール 4-リン酸 5-キナーゼ (PIP5K) の選択的スプライシングの役割

磷脂酰肌醇 4-磷酸 5-激酶 (PIP5K) 选择性剪接在脂质信号形成中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 亘 真智子;加藤真理子;青山卓史
• 通讯作者: 青山卓史

リン脂質加水分解酵素PLDζ1およびPLDζ2の細胞内局在

磷脂水解酶 PLD z1 和 PLD z2 的亚细胞定位

• 发表时间: 2022
• 作者: 島村亮太;大橋洋平;谷口（山本）幸美;加藤真理子;柘植知彦;青山卓史
• 通讯作者: 青山卓史

Functional Differentiation among the Arabidopsis Phosphatidylinositol 4-Phosphate 5-Kinase Genes PIP5K1, PIP5K2 and PIP5K3

拟南芥磷脂酰肌醇 4-磷酸 5-激酶基因 PIP5K1、PIP5K2 和 PIP5K3 的功能分化

• DOI: 10.1093/pcp/pcac025
• 发表时间: 2022
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Machiko Watari;Mariko Kato;Romain Blanc-Mathieu;Tomohiko Tsuge;Hiroyuki Ogata;Takashi Aoyama
• 通讯作者: Takashi Aoyama

CFI 25 Subunit of Cleavage Factor I is Important for Maintaining the Diversity of 3' UTR Lengths in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

切割因子 I 的 CFI 25 亚基对于维持拟南芥 (L.) Heynh 中 3 UTR 长度的多样性非常重要。

• DOI: 10.1093/pcp/pcac002
• 发表时间: 2022
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Zhang Xiaojuan;Nomoto Mika;Garcia-Leon Marta;Takahashi Naoki;Kato Mariko;Yura Kei;Umeda Masaaki;Rubio Vicente;Tada Yasuomi;Furumoto Tsuyoshi;Aoyama Takashi;Tsuge Tomohiko
• 通讯作者: Tsuge Tomohiko

花粉の発芽に関わるホスホイノシチドの研究

磷酸肌醇参与花粉萌发的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 加藤真理子;亘 真智子;青山 卓史
• 通讯作者: 青山 卓史