花粉管受精様式の要となる“精細胞―栄養核複合体”輸送の分子機構の解明

阐明“精细胞-营养核复合体”运输的分子机制，这是花粉管受精的关键

• 批准号: 22K15147
• 负责人: 元村 一基
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Ritsumeikan 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15147/
• 关键词: 生殖; 花粉管; 細胞生物学; シロイヌナズナ; 受精; 雄性生殖単位; 細胞骨格; ライブイメージング

被子植物の受精過程では、生殖細胞である"精細胞"が花粉管の核である"栄養核"と"雄性生殖単位"と呼ばれる複合体をつくり、花粉管を通って卵細胞まで辿り着く。我々の研究から、精細胞は栄養核とは独立した輸送駆動力を保持し、栄養核と協調的に雄性生殖単位輸送を制御するという、定説を覆す受精様式がみえてきた。そこで本研究ではこの知見を基盤に、MGU輸送の真なる制御機構を明らかにすることを目指している。研究初年度は、精細胞ペアと栄養核の個別の挙動を顕微鏡観察することから始めた。これまで有性生殖単位という一つの塊として動きを解析されてきたため、個別の挙動にはあまり着目されてこなかったためである。まず栄養核輸送欠損wit1/2花粉管において、精細胞ペアを観察、同時に精細胞輸送欠損SC-cal花粉管において、栄養核を観察した。そしてこれらの挙動を画像解析した。その結果、精細胞ペアと栄養核はそれぞれ単体でも、両方が存在している時と似たような、花粉管先端から一定の距離を保ちながら伸長する花粉管中を輸送されていることが分かってきた。並行して、花粉管にアクチン阻害剤または微小管阻害剤を処理して雄性生殖単位の挙動の変化をライブイメージングで観察した。その結果、プレリミナリーな結果ではあるものの、アクチンと微小管の制御は精細胞及び栄養核の輸送に影響を与えていることが示唆された。また、上記の精細胞ペアと栄養核の輸送の欠失現象を利用して、雄性生殖単位全体の輸送が欠失した花粉管を作出して、その受精までの挙動を観察した。その結果、これまでの常識とは異なり、雄性生殖単位の輸送は花粉管の挙動には大きく影響を与えないことが明らかとなった。そこで花粉管を制御する遺伝子発現制御の新たな仮説とともに、上記研究成果を論文として発表した。

The process of fertilization in angiosperms includes sperm cells, pollen tubes, nuclei, and male reproductive units. The sperm cells were cultured independently of each other, and the sperm cells were cultured independently of each other, and the sperm cells were cultured independently of each other. This study focuses on the understanding of the substrate, MGU transmission and control mechanisms, and their implications. At the beginning of the study, the sperm cells were isolated and the nucleus was cultured. This is the first time I've ever seen a woman who's had sex. Insufficiency of pollen tube transport, sperm cell transport, and sperm cell transport The analysis of motion pictures The result is that the sperm cells are not cultured in the pollen tube, and the pollen tube is transported in the pollen tube. In parallel, pollen tube resistance agents are used to deal with microtubule resistance agents, and male reproductive function changes are observed. The result is that the sperm cell and the nucleus are controlled by the microtube. In addition, the lack of sperm cell transport and the lack of pollen tube transport in male reproductive cells were observed. The result of this is that the male reproductive unit has a large influence on the transmission of pollen tubes, and the male reproductive unit has a large influence on the transmission of pollen tubes. A new study on the control of pollen tube development was carried out.

项目成果

持続的な花粉管伸長制御の発見と考えられうる効率的なRNA利用メカニズムについての考察

发现花粉管伸长的持续控制并考虑可能的有效RNA利用机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 元村 一基;杉 直也;竹田 篤史;山岡 尚平;丸山 大輔
• 通讯作者: 丸山 大輔

シロイヌナズナ変異花粉管を利用した精細胞と栄養核の動態解析

利用拟南芥突变体花粉管对精子细胞和营养细胞核进行动态分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 元村 一基;松本 歩,竹田 篤史;丸山 大輔
• 通讯作者: 丸山 大輔

精細胞と栄養核の個別動態に着目したシロイヌナズナ花粉管ライブイメージング解析

拟南芥花粉管实时成像分析，重点关注精子细胞和营养细胞核的个体动态

• 发表时间: 2022
• 作者: 元村 一基;松本 歩,竹田 篤史;丸山 大輔
• 通讯作者: 丸山 大輔

A way to discover a hidden pollen-tube potential controlling directional tipgrowth in <i>Arabidopsis thaliana</i>.

一种发现控制拟南芥定向生长的隐藏花粉管潜力的方法。

• DOI: 10.5685/plmorphol.34.69
• 发表时间: 2022
• 期刊: PLANT MORPHOLOGY
• 作者: Motomura Kazuki;Maruyama Daisuke
• 通讯作者: Maruyama Daisuke

A possible molecular mechanism for directional growth of pollen tubes devoid of the nuclei from the apical cytoplasm

无顶端细胞质细胞核的花粉管定向生长的可能分子机制

• 发表时间: 2023
• 作者: 元村 一基;杉 直也;竹田 篤史;山岡 尚平;丸山 大輔
• 通讯作者: 丸山 大輔