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アブラナ科自家不和合性の花粉吸水制御における細胞膜H+-ATPaseの機能解析

十字花科自交不亲和花粉细胞膜H+-ATP酶调节吸水功能的功能分析

基本信息

批准号：
22K14867
负责人：
林真妃
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14867/
关键词：
受粉反応細胞膜H+-ATPase アブラナ科自家不和合性

项目摘要

植物の中には、自身の花粉では受精を行わず、他個体の花粉でのみ受精を行う自家不和合性植物が存在する。この自家不和合性反応では、他個体の花粉は雌しべ乳頭細胞から水が供給されて花粉吸水が起こり、最終的に受精に至る。しかし、自身の花粉では花粉吸水は起こらず、柱頭上での花粉管発芽や、めしべ内への花粉管侵入が起こらなくなるため受精に至らない。柱頭上での自家花粉と他家花粉の認識機構や、認識後に乳頭細胞内のシグナル伝達により花粉吸水が誘導されることは明らかになってきているが、実際に雌雄細胞間の水の移動がどのように制御されているかは未だ不明である。本研究では植物細胞の浸透圧調節を担う細胞膜H+-ATPaseに着目し、本年度はアブラナ(Brassica rapa)の雌しべにＨ+-ATPase活性化剤もしくは阻害剤を処理して自家不和合性にどのような影響が見られるか調べた。また、シロイヌナズナの細胞膜Ｈ+-ATPaseの恒常活性型変異体を用いた雌しべ内の花粉管伸長観察から、Ｈ+-ATPaseの活性変化が花粉管伸長に影響を及ぼすことを明らかにした。現在、受粉から受精までの過程において、Ｈ+-ATPaseが花粉吸水に影響するか、活性化剤、阻害剤処理したアブラナの雌しべやシロイヌナズナ変異体を用いた花粉吸水測定によって解析している。これにより、植物の乳頭細胞の細胞膜Ｈ+-ATPaseが花粉吸水を制御しているかどうかを明らかにし、乳頭細胞の細胞膜Ｈ+-ATPaseの活性制御による膨圧調節が花粉吸水に重要であることを明らかにする。

The pollen of a plant is fertilized, and the pollen of another plant is fertilized. The female papilla cells are supplied with water, the pollen absorbs water, and finally fertilizes. The pollen tube on the stigma sprouts, and the pollen tube invades the stigma. The recognition mechanism of self-pollen and other pollen on stigma, the recognition of pollen in papilla cells, the induction of pollen water absorption, the control of water movement between male and female cells, and the identification of pollen in papilla cells. In this study, the regulation of osmotic pressure in plant cells was involved in the regulation of H+-ATPase activity in cell membrane. This year, the regulation of H+-ATPase activity in Brassica rapa was investigated. Changes in the activity of H+-ATPase in cell membranes of different species are observed in pollen tube elongation in females. Changes in H+-ATPase activity affect pollen tube elongation. Now, in the process of pollination, H+-ATPase affects pollen water absorption, activation agent, inhibitor treatment, and pollen water absorption determination. The regulation of cell membrane H +-ATPase activity in papilla cells plays an important role in pollen water absorption.