液胞への光増感ターゲティング分子の開発と局所細胞破砕を伴う培養プロセスの構築

开发针对液泡的光敏靶向分子并构建涉及局部细胞破坏的培养过程

• 批准号: 11132247
• 负责人: 紀ノ岡 正博
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11132247/
• 关键词: 植物毛状根; 位置的分布; 色素生成; 液胞; 培養プロセス; 発根; 植物組織

根の状態での活発な増殖や有用物質生成が親植物に匹敵するなどの点で注目されている植物毛状根は,増殖,生成,蓄積の3つの部位からなる組織体であり,根の先端(生長点)の増殖部位では,細胞分裂が活発に行われ伸長・分枝を繰り返す低年齢の分裂細胞が存在し,生成部位では有用物質の合成が行われる中年齢の細胞からなり,蓄積部位では,有用物質を蓄積した高年齢の成熟細胞からなる.その結果,毛状根全体としては,培養中に増殖および有用物質生成を同時に行うことのできる有望な素材であり,蓄積部位からのみ有用物質を連続回収する培養が有効であると考えられる.細胞内のオルガネラへ選択的に取り込まれる蛍光色素誘導体は,ターゲティング能に優れており,そのポルフィリン誘導体等の光増感剤との複合体は,赤外線照射下で機能性液胞破砕分子と成りうると考えられる.そこで本年度は,特に,毛状根の機能発現の位置的分布の解明とその簡易的評価法の確立を行うため,セイヨウワサビまたはセイヨウアカネ毛状根の培養において,根の切断が側根の発生に及ぼす影響について検討を行った.接種のために用意された毛状根を先端から種々の位置にて切断し,得られた切片をフラスコ内で培養した.毛状根切片からは高い頻度で側根が発生し,側根の発生頻度は,調製された切片の長さ方向の位置に依存することがわかった.効果的な増殖を達成するため,2回の切断操作を伴なうセイヨウアカネ毛状根の培養を行った.切片から側根が発生したことで,生長点数が増加し,その結果,増殖が促進されることがわかった.培養時間672hで,乾燥細胞量および生長点数はそれぞれ9.6kg/m^3および1.9x10^7/m^3に達し,切断操作を伴なわない対照培養における値より,それぞれ3.6倍および4.9倍高く,毛状根の位置的機能発現分布は,増殖的にも重要であることが示された.

植物毛状的根部在其积极生长方面引起人们的注意，并在根状态下产生有用的物质，是由三个地点组成的组织体：增殖，生产和积累。在根尖的增殖部位（生长点），有一些年轻的分裂细胞正在积极接受细胞分裂并反复伸长和分支，在生产部位，它们是合成有用物质的中年细胞，在积累部位，它们是较旧的成熟细胞，它们具有积累有用物质的成熟细胞。结果，总体毛茸茸的根源是它是一种有希望的材料，可以同时生长并在培养过程中产生有用的物质，并且人们认为，只有从积累地点不断恢复有用物质的培养物是有效的。在细胞内有选择地掺入细胞器中的荧光染料衍生物具有出色的靶向能力，并且具有光敏剂（如卟啉衍生物）的复合物可以认为是在红外照射下的功能液泡液泡破坏分子。因此，今年，我们将特别阐明毛根功能表达的位置分布。为了建立一种简单的评估方法，我们调查了切根的对辣根或百合胸部毛状根培养中侧根的发展的影响。从尖端的各个位置切出准备用于接种的毛根，并在烧瓶中培养所得的部分。从毛状的根部截面以高频生成横向根，发现侧根出现的频率取决于制备截面的纵向位置。为了实现有效的增长，进行了两次切割操作。进行了毛根的培养，并伴有栽培。从各个部分的横向根的发展提高了增长评分，从而增加了增长。在672小时的培养时间时，干细胞体积和生长评分分别达到9.6 kg/m^3和1.9x10^7/m^3，比对照培养物中的值高3.6和4.9倍，而没有切割过程，表明毛基根的位置功能表达的分布也对扩散很重要。

项目成果

紀ノ岡ら: "機械的切断による毛状根の発根に対する位置的分布の評価と毛状根培養への適用"植物細胞分子生物学会・第17回札幌大会. 95 (1999)

Kinooka 等人：“通过机械切割和应用于毛状根培养来评估毛状根的位置分布”，植物细胞和分子生物学学会，第 17 届札幌会议（1999 年）。

M. Kinooka et al.: "Segmentation of Plant Hairy Roots Promotes Lateral Root Emergence and Subsequent Growth"J. Biosci. Bioeng.. 88(6). 690-692 (1999)

M. Kinooka 等人：“植物毛状根的分割促进侧根的​​出现和随后的生长”J。

M. Kinooka: "Biotechnology in Agriculture and Forestry vol. 47"Springer-Verlag, Heidelberg (in press). (2000)

M. Kinooka：“农业和林业生物技术第 47 卷”Springer-Verlag，海德堡（印刷中）。

高橋ら: "剪断応力に対する感受性の時間変化を考慮した植物毛状根の効率的培養"平成11年日本生物工学会年会. 251 (1999)

Takahashi 等人：“考虑到剪切应力敏感性的时间变化，有效培养植物毛状根”1999 年日本生物工程学会年会 251 (1999)。

K. Ninomiya: "Chem. Eng. Symp. Ser. 70"The Soc. of Chem. Engrs. Japan. 180 (1999)

K. Ninomiya：“Chem. Eng. Symp. Ser. 70”The Soc。