細胞壁構築遺伝子群の総括的発現解析による軸性形成の制御機構の解析

细胞壁构建基因综合表达分析分析轴形成控制机制

• 批准号: 14036203
• 负责人: 西谷 和彦
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14036203/
• 关键词: 細胞壁; キシログルカン; エンド型キシログルカン転移酵素; 加水分解酵素; XTH; シロイヌナズナ; 遺伝子ファミリー

植物の軸性の基盤となる安定な細胞極性の成立と維持において中心的な役割を担う細胞壁に焦点を当て、その構築に関わる762種の遺伝子について、各組織内での発現パターンを体系的に解析し、その発現制御に係わる制御機構の解明を最終目的として研究を進め以下の成果を得た。1)シロイヌナズナの細胞壁構築に関連した768遺伝子(28種の遺伝子ファミリー)を選抜し、個々の遺伝子を特異的に識別可能なオリゴDNAプローブを設計し、それを打ち付けたDNAマイクロアレーの解析法を確立した。2)シロイヌナズナ花茎の表皮細胞の長さの分布と、成長に伴う分布の変化を解析した。この系を用いて、花茎の細胞伸長中および、細胞伸長後に発現の高まる細胞壁構築遺伝子群をそれぞれ特定した。3)ブラシノステロイド合成に係わるDIM遺伝子を欠損したdiminute変異体を熱処理によりコンディショナルに相補できる形質転換体を用いて、ロゼッタ葉展開過程に増減する細胞壁関連遺伝子群をDNAマイクロアレー法を用いて特定した。4)根特異的発現細胞壁関連遺伝子群をDNAマイクロアレー法により特定した。5)茎の伸長、葉の展開、根の伸長に、それぞれ係わる遺伝子群は、それぞれの器官に特異的であることが明らかとなった。6)根で特異的に発現するAtXTH17,AtXTH18,AtXTH19,AtXTH20それぞれの遺伝子について、1k Pro::GUS,0.3kPro::GUS,0.1Pro::GUSを導入した形質転換体を用いて4つの遺伝子のプロモーター解析を行い根特異的発現に係わるシス領域を特定した。

762 species of genes related to the establishment and maintenance of cell polarity in plant axons, the analysis of the development and control system in various tissues, the interpretation of the control mechanism, and the final goal of the study. 1) 768 genes (28 kinds of genes) related to cell wall construction were selected and identified. DNA analysis methods were established. 2) Analysis of the distribution of epidermal cells in flower stems. The cell wall structure of the flower stem is characterized by the high temperature of the cell wall after cell elongation. 3) Cell wall-related gene subgroup DNA synthesis method is used in the heat treatment of DIM gene. 4) Root-specific expression of cell wall-associated gene subgroups is identified by DNA sequencing. 5)Stem elongation, leaf expansion, root elongation, root 6) Root-specific discovery of AtXTH17, AtXTH18, AtXTH19, AtXTH20 and 1k Pro: : GUS, 0.3k Pro: : GUS, 0.1Pro:: GUS are introduced into the root-specific discovery system.

项目成果

Nishitani, K. et al.: "Genome-based approach to study the mechanism by which cell-wall type is defined and constructed by means of collaborative actions of wall-related enzymes"J. Plant Res.. 115. 303-307 (2002)

Nishitani, K. 等人：“基于基因组的方法来研究通过细胞壁相关酶的协同作用来定义和构建细胞壁类型的机制”J.

Kim, G-T., et al.: "The ANGUSTIFOLIA gene of Arabidopsis, a plant CtBP gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical microtubules in leaf cells and expression of a gene involved in cell-wall formation"EMBO J.. 21. 1267-1279 (2002)

Kim, G-T., et al.：“拟南芥的 ANGUSTIFOLIA 基因是一种植物 CtBP 基因，调节叶细胞的扩张、叶细胞中皮质微管的排列以及参与细胞壁形成的基因的表达”EMBO J.

Yakoyama, R.et al.: "Cell wall dynamics in tobacco BY-2 cells in Biotechnology in Agriculture and forestry (BAF)"Springer-Verlag(in press).

Yakoyama, R.等人：“农业和林业生物技术 (BAF) 中烟草 BY-2 细胞的细胞壁动力学”Springer-Verlag（印刷中）。

Rose, J.K.C.et al.: "The XTH family of enzymes involved in xyloglucan endo-transglucosylation and endohydrolysis : current perspectives and a new unifying nomenclature"Plant Cell Physiol. 43. 1421-1435 (2002)

Rose, J.K.C. 等人：“参与木葡聚糖内转糖基化和内水解的 XTH 酶家族：当前观点和新的统一命名法”植物细胞生理学。

Hyodo, H.et al.: "Active gene expression of a xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase gene, XTH9, in inflorescence apices is related to cell elongation in Arabidopsis thaliana"Plant Mol. Biol.. (in press). (2003)

Hyodo，H.等人：“花序顶端的木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶基因 XTH9 的活性基因表达与拟南芥中的细胞伸长有关”Plant Mol。