植物の多細胞化に重要な構造・原形質連絡の形成に関わる分子基盤の解明とその進化

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植物では、細胞壁を貫き細胞間コミュニケーションに不可欠な構造として原形質連絡(PD)の存在が古くより知られている。しかしPDがどのように作られるのか、その分子基盤はいまでもわかっていない。本研究は、コケ植物の変異株で、PDがほぼ消失していたという申請者らの発見を端緒としている。本研究では変異株の責任遺伝子の機能とその標的因子の探索とともに解析を進め、PDを作るための分子基盤とその形成過程を明らかにする。またこの分子基盤が被子植物のシロイヌナズナや陸上植物の祖先群のシャジクモ藻で保存されているかどうかを調べ、シャジクモ藻から陸上植物を含むストレプト植物全体で、PD形成に関わる分子基盤の普遍性を検討する。このためにモデルコケ植物であるヒメツリガネゴケを用いて①から⑤までを進めることを計画した。①ULMとLMがPD形成に必要十分であるかの遺伝学的検証を行う。② PD形成におけるULM→LM経路の遺伝学的検証を行う。 ③ ULMとLMの細胞内局在および相互作用を調査する。④ LMの下流でPD形成に関わる因子Xの探索とその変異株を作成する。⑤ 小胞体およびPD可視化株を作成する。次にシロイヌナズナを用いて以下を研究も進めることを計画した。⑥シロイヌナズナでPD形成に関わると予想される変異株の収集および新たな変異株の作成を行う。変異株は致死性を回避するため、薬剤誘導型株を入手する。入手が困難な場合は自分たちで作成する。その結果、ULM, LMの関与とその経路の重要性についての理解を前進させることができた。またLMの複数の制御因子がPD形成に関わることを明らかにした。さらにストレスホルモンであるアブシジン酸が細胞間コミュニケーション制御に重要であることからPDの形成との関わりを調査したところ、アブシジン酸によりPD形成は抑制されることを新たに見出した。