コケ植物を用いた葉緑体の分裂および細胞内個数制御機構の分子細胞生物学的解析

利用苔藓植物进行叶绿体分裂和细胞内数量控制机制的分子细胞生物学分析

• 批准号: 15770041
• 负责人: 高野 博嘉
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770041/
• 关键词: 葉緑体; 葉緑体分裂; コケ植物; 変異体ライブラリー; 光合成

ヒメツリガネゴケを用いて葉緑体分裂に関与している細菌由来のペプチドグリカン合成系遺伝子(Mur genes)について解析を進めている。今年度cDNAを単離しなおした3つの遺伝子を含め現在機能的と予測される9種の遺伝子を見いだしてる。ヒメツリガネゴケ(Pp)MurE遺伝子の遺伝子破壊ラインでは葉緑体分裂が阻害され、巨大葉緑体が出現した。GFP融合タンパク質を用いた一過的発現解析により、PpMurEタンパク質が葉緑体に局在することを確認した。また、タイムラプス顕微鏡観察により、細胞分裂時に巨大葉緑体がくびり切られる場合があることが明らかとなった。また、シロイヌナズナに存在するMurE遺伝子中にT-DNAタグが挿入した植物体を用いた解析は、この遺伝子の機能が阻害されると葉緑体への分化が異常になり、葉が薄黄色になることを示した。この薄緑ラインの葉緑体では、通常ストロマ中に分散して存在する色素体DNAが大きな塊のまま存在し続けることを見いだした。ペニシリン結合タンパク質をコードしているPbp遺伝子はヒメツリガネゴケには存在するが、シロイヌナズナには存在しない。PpPbp遺伝子破壊ラインの取得を行ったところ葉緑体の巨大化が生じることが明らかとなった。葉緑体の分裂に関与する新規の遺伝子を同定する為に、ヒメツリガネゴケのタグラインを用いた細胞内葉緑体数の変異ラインの取得を行い、原因遺伝子の単離を進めた。トータル8800タグラインの細胞の葉緑体を顕微鏡により観察し、細胞内の葉緑体数が増加しているラインを7ライン、減少しているラインを13ライン取得した。現在、これらの原因遺伝子の単離を進めているが、未だ同定には至っていない。

ヒ メ ツ リ ガ ネ ゴ ケ を with い て chloroplast split に masato and し て い る bacterial origin の ペ プ チ ド グ リ カ ン GeChengXi heritage 伝 child (Mur genes) に つ い て parsing を into め て い る. Our cDNA を 単 from し な お し た 3 つ の posthumous son 伝 を と containing め now function to measure さ れ る nine の heritage 伝 を son see い だ し て る. ヒ メ ツ リ ガ ネ ゴ ケ (Pp) MurE posthumous son 伝 の heritage 伝 son broken 壊 ラ イ ン で は chloroplast split が resistance against さ れ, gigantic chloroplast が し た. GFP fusion タ ン パ ク qualitative を with い after た 発 now parsing に よ り, PpMurE タ ン パ ク qualitative が chloroplast に bureau in す る こ と を confirm し た. ま た, タ イ ム ラ プ ス 顕 micromirror 観 examine に よ り, cell divides に huge chloroplast が く び り cut ら れ る occasions が あ る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に exist す る MurE heritage 伝 に T - DNA in child タ グ が scions into し た を plant body with い た analytical は, こ の posthumous son 伝 の function が resistance against さ れ る と chloroplast へ の abnormal differentiation が に な り, leaf が thin yellow に な る こ と を shown し た. こ の thin green ラ イ ン の chloroplast で は, usually ス ト ロ マ に dispersed in し て exist す る plastid DNA が big き な block の ま ま exist し 続 け る こ と を see い だ し た. ペ ニ シ リ ン combining タ ン パ ク qualitative を コ ー ド し て い る Pbp posthumous son 伝 は ヒ メ ツ リ ガ ネ ゴ ケ に は exist す る が, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に は exist し な い. Traces of PpPbp 伝 son broken 壊 ラ イ ン の を row っ た と こ ろ chloroplast の gigantism が raw じ る こ と が Ming ら か と な っ た. Chloroplast の split に masato and す る new rules の heritage 伝 を son be す る に, ヒ メ ツ リ ガ ネ ゴ ケ の タ グ ラ イ ン を with い た chloroplast number in the cell の - different ラ イ ン の を row い, reason but 伝 の 単 from を into め た. ト ー タ ル 8800 タ グ ラ イ ン の cells の chloroplast を 顕 micromirror に よ り 観 し, intracellular の chloroplast number が raised plus し て い る ラ イ ン を 7 ラ イ ン, reduce し て い る ラ イ ン を 13 ラ イ ン obtain し た. Now, こ れ ら の reason but 伝 child の 単 from を into め て い る が, not だ with に は to っ て い な い.

项目成果

Two minD genes in Physcomitrella patens are functionally redundant.

小立碗藓中的两个 minD 基因在功能上是冗余的。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Cytologia (in press)
• 作者: Itoh;R.D.;Takechi;K.;Hayashida;A.;Katsura;S.;Takano;H.
• 通讯作者: H.

Araki, Y., Takahara, M., Takio, S., Ono, K., Takano, H.: "Two types of plastid ftsZ genes in liverwort, Marchantia polymorpha."Protoplasma. 221. 163-173 (2003)

Araki, Y.、Takahara, M.、Takio, S.、Ono, K.、Takano, H.：“地钱、地钱中的两种质体 ftsZ 基因。”原生质体。

Sakaguchi, S., Fukuda, T., Takano, H., Ono, K., Takio, S.: "Photosynthetic Electron Transport Differentially Regulates the Expression of Superoxide Dismutase Genes in Liverwort, Marchantia paleacea var. diptera."Plant Cell Physiol.. in press. (2004)

Sakaguchi, S.、Fukuda, T.、Takano, H.、Ono, K.、Takio, S.：“光合电子传输差异性调节地钱、地钱双翅变种中超氧化物歧化酶基因的表达。”植物细胞生理学

Murao, K., Takamiya, M., Kanji, O., Takano, H., Takio, S.: "Copper deficiency induced expression of Fe-superoxide dismutase gene in the fern, Matteuccia struthiopteris."Plant Physiol.Biochem.. in press. (2004)

Murao, K.、Takamiya, M.、Kanji, O.、Takano, H.、Takio, S.：“铜缺乏诱导蕨类植物 Matteuccia struthiopteris 中铁超氧化物歧化酶基因的表达。”植物生理学.生物化学..

Izumi, Y., Ono, K., Takano, H.: "Inhibition of Plastid Division by Ampicillin in the Pteridophyte Selaginella nipponica Fr. et Sav."Plant Cell Physiol.. 44. 183-189 (2003)

Izumi, Y.、Ono, K.、Takano, H.：“氨苄西林对蕨类植物卷柏 Fr. et Sav. 中质体分裂的抑制”Plant Cell Physiol.. 44. 183-189 (2003)