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突然変異体を用いた植物の細胞接着機構に関わる遺伝子の同定とその発現調節

使用突变体鉴定参与植物细胞粘附机制的基因及其表达调控

基本信息

批准号：
02J06093
负责人：
岩井宏暁
金额：
$ 1.73万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

半数体Nicotiana plumbaginifoliaの葉切片にT-DNAを導入することにより得られた不定芽形成能力の喪失と共に紳胞接着性の低下した変異体(nolac-H18)において、新規糖転移酵素遺伝子=NpGUT1(glucuronyltransferase 1)が同定された。NpGUT1は、ペクチン多糖にグルクロン酸を転移する新規酵素をコードするペクチン合成に関わる初めての遺伝子で、頂端分裂組織で特に発現が強かった。また、変異体のペクチンではホウ素を介した分子間架橋が形成されなかった。(PNAS,2002)1)NpGUT1::GUS形質転換タバコにおいてNpGUT1は、未熟種子胚の全体(特に幼根)、発芽直後の子葉・茎頂、芽生えの茎頂および篩部で発現を示した。そこで、DEXによりアンチセンスNpGUT1が誘導される形質転換植物を作成し、DEX存在下で種子発芽を行った。その結果、子葉展開期までは影響が出なかったのに対し、本葉が出るステージになって、葉序に異常が生じ、全体的に黄化することがわかった。この表現型は、ホウ素を全く含まない培地にて種子発芽を行った場合に類似していた。このことは、NpGUT1の発現がホウ素の受容に必須であるこをを示している。2)花においては、タペート組織、成熟花粉、花粉管の先端部、花柱の伝達組織においてNpGUT1の発現が見られた。NpGUT1の発現が強かった花柱の伝達組織は、花粉管の通り道となっており、また細胞間の接着が非常に弱い。受粉後に花粉管が伸長し胚珠を目指す際、花粉管との間での細胞接着が行われると考えられるが、その機能にNpGUT1が重要であることが予想された。そこで、未熟な雄蕊においてDEXによりNpGUT1の発現を抑制したところ、成熟した約75%の葯には正常な花粉が形成されなかった。花粉をDEX存在下において発芽させたところ、約75%が発芽せず、また発芽花粉にDEXを与えたときには、花粉管伸長が著しく阻害された。このことより、NpGUT1は花粉の形成・発芽、花粉管の伸長に重要な役割を果たしていると考えられる。また、未熟な雌蕊をDEX処理したところ、ほぼ全ての花柱において伝達組織に異常が生じ、不稔となった。

The introduction of T-DNA into leaf sections of Nicotiana plumbaginifolia resulted in the loss of adventitious bud formation ability and the decrease of cellular adhesion due to the presence of a new mutant (nolac-H18), NpGUT1 (glucuronyltransferase 1). NpGUT1 is a new enzyme involved in the synthesis of polysaccharides, especially in apical cleavage tissue. The formation of intermolecular bridges between the two molecules (PNAS, 2002)1) NpGUT1::GUS Morphological transformation NpGUT1::GUS morphological transformation NpGUT1:: GUS morphological transformation NpGUT1: GUS morphological transformation NpGUT1:: GUS morphological transformation N In the presence of DEX, seed germination can be induced by NpGUT1. The fruit, cotyledon development period, leaf emergence, leaf order abnormality, leaf yellowing, etc. The phenotype is similar to that of seed germination. NpGUT1 must be displayed in order to be able to accept the content of the element. 2)The development of NpGUT1 in flower, pollen tube and style tissue is observed. NpGUT1 development is strong, style development is weak, pollen tube development is weak, and intercellular development is weak. After pollination, the pollen tube elongates, the ovule is pointed out, and the pollen tube is connected with the cell. About 75% of mature stamens were inhibited by DEX. About 75% of pollen buds develop in the presence of DEX. Pollen buds develop in the presence of DEX. Pollen tube elongation is inhibited. NpGUT1 is important for pollen formation, bud development and pollen tube elongation. Unripe pistil is treated with DEX, and the whole pistil is treated with DEX.