気孔発達過程における孔辺細胞の分裂と相称的形態形成の分子機構

气孔发育过程中保卫细胞分裂和对称形态发生的分子机制

• 批准号: 17027020
• 负责人: 中川 強
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Shimane 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17027020/
• 关键词: 植物; シロイヌナ; 気孔; 孔辺細胞; 形態形成; 細胞極性; シロイヌナズナ

植物表皮の気孔は大気とのガス交換調節を行う重要な構造である。我々は高等植物における気孔の発達メカニズム、そして細胞分裂や細胞分化の仕組みを解明することを目的に、シロイヌナズナの気孔形成突然変異体を用いて孔辺細胞の発達に関わる遺伝子の単離・解析を進めてきた。本年度の本研究課題では特に孔辺母細胞の分裂後の細胞形態構築に関する変異体(MC79)に着目して研究を進めた。MC79はロイシンリッチリピートを持つ受容体型キナーゼの変異体で、孔辺細胞の伸長方向や湾曲方向が異常になる表現型を示す。MC79はメリステモイドから孔辺細胞母細胞の周囲の細胞膜に出現し、孔辺母細胞の成熟段階では発現が消失する。また、孔辺母細胞の分裂面の細胞膜には局在しないという特徴がある。MC79受容体型キナーゼの情報伝達に上記のような一過的かつ特異的な局在パターンが深く関わっていると考え、孔辺細胞発達の異なる時期に発現する遺伝子SDD1のプロモーターを利用して、MC79-GFPの異所的発現の実験を行った。その結果、MC79受容体型キナーゼが孔辺母細胞の分裂面局在するようになり、それに伴い孔辺細胞の方向が逆転することが観察された。このことから、MC79受容体型キナーゼが本来は孔辺母細胞の周囲にのみ局在して、外側(背側)の信号を発しており、これに従って孔辺細胞の形態構築が進められていること、誤った局在部位である分裂面に局在させたため孔側が背側の性質を持って細胞極性の逆転が生じたことが示された。これらの結果から、MC79受容体が孔辺細胞の極性を決定する情報伝達の因子であり、その局在場所によって細胞の背腹性が決められるという制御の仕組みが見え始めた。細胞の形態に深く関わる微小管の配置との関連に興味が持たれる。

The pores of plant epidermis are important for the regulation of exchange. In higher plants, the development of pores in cells is related to the differentiation of cells, cell division and differentiation. This year's research topic is focused on the study of allogeneic (MC79) related to cell morphology after cell division. MC79 has a wide variety of phenotypes, such as cell elongation and curvature. MC79 has a variety of characteristics, such as the appearance of cell membrane around the pore mother cell, the appearance of mature stage of pore mother cell, and the disappearance of mature stage of pore mother cell. The cell membrane of the cell division surface of the pore mother cell is in the middle of the structure. MC79 receptor-type cell information transmission is recorded above, and the occurrence of SDD1 in the different stages of cell development is studied. MC79-GFP is used to realize the occurrence of different sites. As a result, MC79 receptor-type cells were observed in the reverse direction of cell division. MC79 receptor-type cells were originally isolated from the peripheral and lateral (dorsal) cells, and the morphological structure of the cells was further developed. The results show that MC79 receptor has the ability to determine the polarity of pore cells, and the information transmission factor has the ability to determine the polarity of pore cells in the site. The morphology of cells is deeply related to the configuration and relationship of microtubes.

项目成果

Loss of AtPDR8 a Plasma Menbrane ABC transporter of Arabidopsis thaliana, Causes Hypersensitive Cell Death Upon Pathogen Infection.

拟南芥质膜 ABC 转运蛋白 AtPDR8 的缺失会导致病原体感染后过敏性细胞死亡。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Plant and Cell Physiology 47
• 作者: Kobae;Y.;Sekino;T.;Yoshida H.;Nakagawa;T.;Martinoia;E.;Maeshima M.
• 通讯作者: Maeshima M.

The plastid protein THYLAKOID FORMATION1 and the plasma membrane G-protein GPA1 interact in a novel sugar-signaling mechanism in Arabidopsis

• DOI: 10.1105/tpc.105.037259
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: PLANT CELL
• 影响因子: 11.6
• 作者: Huang, J;Taylor, JP;Jones, AM
• 通讯作者: Jones, AM

Aquaporin NIP2;1 is mainly localized to the ER membrane and shows root-specific accumulation in Arabidopsis thaliana.

• DOI: 10.1093/pcp/pcl004
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: Plant & cell physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: M. Mizutani;Satoshi Watanabe;T. Nakagawa;M. Maeshima

Sugar-inducible expression of the nucleolin-1 gene of Arabidopsis thaliana and its role in ribosoma synthesis, growth and development.

拟南芥nucleolin-1基因的糖诱导表达及其在核糖体合成、生长和发育中的作用。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plant J. 49
• 作者: Kojima H.;Suzuki T.;Kato T.;Enomoto K.;Sato S.;Kato T.;Tabata S.;S-Vasquez J.;Echeverria M.;Nakagawa T.;Ishiguro S.;Nakamura K.
• 通讯作者: Nakamura K.

The Arabidopsis R2R3 MYB proteins FOUR LIPS and MYB88 restrict divisions late in the stomatal cell lineage

• DOI: 10.1105/tpc.105.034116
• 发表时间: 2005-10-01
• 期刊: PLANT CELL
• 影响因子: 11.6
• 作者: Lai, LB;Nadeau, JA;Sack, FD
• 通讯作者: Sack, FD