異種植物間における細胞間連絡の形成機構-ネナシカズラ寄生根の分化誘導系の開発

不同物种植物之间细胞间通讯的形成机制 - 寄生根分化诱导系统的开发。

基本信息

批准号：
16657012
负责人：
山田恭司
金额：
$ 2.24万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ネナシカズラ寄生根の吸収糸細胞が宿主の維管束細胞との間に形成する細胞間連絡について、その分化機構を解明するために、本年度は以下の研究を行った。1)寄生根の侵入後から細胞間連絡の形成に至る過程において細胞壁代謝酵素遺伝子の発現パターンを解析した。まず、細胞壁代謝酵素であるペクチン合成酵素に着目して、4種の酵素(GAUT,GATL,QUA1,GUT1)のcDNAをネナシカズラから単離し、解析した。次に、それらの遺伝子が寄生根形成過程で示す発現レベルを調べたところ、4種の遺伝子のうち、GAUT,QUA1およびGUT1の3種については、いずれも寄生過程での発現レベルの変動が検出されなかったが、GATL遺伝子は、寄生の進行にともない、わずかながら発現上昇が見い出された。このことは、寄生過程で起きる細胞壁代謝の変化に対するペクチン合成酵素の関与の可能性を示唆している2)寄生根細胞が宿主細胞に接着し細胞間連絡を形成する過程で働く候補遺伝子をネナシカズラから単離し、寄生根形成過程における発現挙動を調べた。ネナシカズラ自身に寄生させた場合(寄生根は侵入するが、細胞間連絡が形成されない)とエンドウに寄生させた場合(寄生根の侵入後、細胞間連絡が形成される)での発現に違いが認められる遺伝子群をPCRサブトラクション法によってクローン化し、それらの塩基配列を決定した。その結果、種々の転写因子や酵素などのcDNAが得られた。これらの遺伝子発現様式をRT-PCRで解析し、ネナシカズラ自身に寄生させた場合とエンドウに寄生させた場合での発現レベルの違いが確認できるかを検討した。その結果、エンドウへの寄生で細胞間連絡ができる場合に、発現増加を示すものが2種、逆に発現低下を示すものが3種、同定できた。これらの遺伝子は、細胞間連絡の形成への関与の可能性が示されたものの、それぞれがどのように関与しているかは、今後解明すべき課題である。

为了阐明由宿主血管束细胞的寄生寄生根部吸收的象征细胞形成的细胞间通信的分化机制，今年进行了以下研究。 1）在寄生根侵袭过程中分析了细胞壁代谢酶基因的表达模式和细胞 - 细胞通信的形成。首先，从花萼乳突成果胶（Gaut，gatl，qua1和gut1）的果胶中，重点是果胶合酶，细胞壁代谢酶，从花萼钙含量中分离出来并分析。接下来，当在寄生的根部形成过程中观察到这些基因的表达水平时，在四个基因Gaut，Qua1和Gut1中，在检测到寄生过程中表达水平没有差异，但是发现GATL基因的表达随着寄生虫的进展而略有增加。这表明果胶合酶参与寄生过程中发生的细胞壁代谢变化的可能性。 2）在寄生根细胞粘附在宿主细胞上并从Cascara分离出寄生细胞的候选基因，并研究了寄生根形成过程中的表达行为。当寄生麻风病骑兵本身时，表达差异的基因组（寄生的根侵入，但没有形成细胞细胞通信），并且使用PCR亚法及其基础序列确定了克隆的豌豆（寄生在寄生的根侵入后形成寄生的根部后形成寄生的根部形成）时。结果，获得了诸如各种转录因子和酶之类的cDNA。通过RT-PCR分析了这些基因表达模式，以确定是否证实了寄生的豌豆和寄生豌豆之间表达水平的差异。结果，当可以通过豌豆上的寄生虫来实现细胞 - 细胞通信时，两种类型的细胞显示出增加的表达，三种类型的细胞显示出降低的表达。尽管这些基因已被证明参与了细胞 - 细胞通信的形成，但每个基因的参与方式是将来要阐明的问题。