多様な色素体分化の総括的理解のための網羅的形態解析(モルフォローム)

点击翻译按钮获取中文摘要

ポストゲノムとして種々の網羅的解析手法が提唱・実施されてきているが、さらに新しい視点が必要であると考える。そこで私は、「個々の生体分子の機能を、細胞内微細構造の変化として捉えて可視化し、網羅的に解析する」という視点で、モルフォローム解析を行うことを提案した。昨年度は、野生型シロイヌナズナ個体の様々な組織における色素体観察を行ったため、本年度は主に、以下に示す3つのステージにおいて異常を示す遺伝子破壊株及び形質転換体を材料に用いて、詳細な電子顕微鏡観察を行った。(1)生殖細胞形成過程 生殖細胞形成過程で特に注目しているのは、タペータム層の色素体(エライオプラスト)であり、これはポーレンコート形成に必須の成分を供給していると考えられている。そこで、ポーレンコート形成異常を示す変異体、cerl,cer6,hmglなどを用いて観察を進めた結果、超長鎖脂肪酸やイソプレノイド化合物が、エライオプラストの形態形成や脂質成分を花粉壁へ輸送するプロセスにおいて重要な役割を担っていることが明らかとなった。(2)種子胚形成過程 発芽後の色素体形成異常を示す変異体はこれまでに多数単離されているが、種子内の色素体観察事例は大変少なかった。そこで、アルビノ、ペールグリーン、斑入りなど、様々な葉緑体異常を示す変異体(主としてapg変異体シリーズ)を材料に、種子発芽前の種子胚形成過程を中心に詳細な電子顕微鏡観察を進めた。その結果、apg7変異体は、エチオプラストから葉緑体への分化過程に異常をきたす変異体であることが判明した。(3)茎頂分裂組織 apg7変異体において種子胚及び幼植物体の茎頂を詳細に観察したところ、正常なプロプラスチド形態を示した。このことは、胚の中において既に色素体は多様に分化しており、葉緑体への分化経路も多数存在することを示している。