Roles of phosphoinositid signaling in plant cell morphogenesis

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PIP5K1－3遺伝子プロモーターの組織化学的解析が行われた結果、PIP5K1とPIP5K2は植物体全体の維管束および増殖組織において、PIP5K2とPIP5K3は根毛細胞において発現するが、PIP5K1とPIP5K3には発現組織に共通性がないことが示された。これら遺伝子の機能欠損変異体の表現型が解析された結果、PIP5K1とPIP5K2が植物体全体の成長に関与し、PIP5K2とPIP5K3が根毛伸長に関与することが示された。PIP5K1とPIP5K3のタンパク質機能の違いが解析された。PIP5K3プロモーターを用いて異所的に発現したPIP5K1がpip5k3の短い根毛の表現型を完全に回復させたのに対し、PIP5K1プロモーターを用いて異所的に発現させたPIP5K3はpip5k1の軽度の成長遅延の表現型を回復できたが、pip5k1pip5k2二重変異体の顕著な矮性の表現型を部分的にしか回復できなかった。被子植物のBタイプPIP5Kの分子系統樹解析およびアミノ酸配列のアライメント解析が行われた。その結果、PIP5K3オルソログはいくつかの植物種で失われていること、PIP5K3オルソログの配列はPIP5K1/2オルソログのものと比較して保存性が低いことが示された。以上の知見により、PIP5K1－3遺伝子の機能はプロモーターに依存する発現パターンにおいて分化するとともに、それらがコードするタンパク質の機能においても分化していることが明らかにされた。また、PIP5K3が根毛伸長に機能を特化させた結果、PIP5K1/2に保存されている分子機能の一部を失ったことが示唆された。