胚が制御する親組織(珠皮)の細胞死の機構

点击翻译按钮获取中文摘要

種子は硬い種皮により,胚を守る.種皮形成の詳細な分子機構を理解することは,長い年月後も発芽能力を有する種子の優れた防御機構を知る上で欠かせない.種皮形成過程での珠皮と胚の世代間相互作用についても,その分子機構はよく分かっていない.前年度の解析から,植物特異的なNAC転写因子NAC REGULATED SEED MOLPHOLOGY 1(NARS1)およびNARS2が,子組織である胚の正常な発生に必要であることを明らかにしている.未熟種子において,NARS1およびNARS2はともに親組織である外珠皮細胞に特異的に発現していた.この結果は,NARS1およびNARS2が世代間相互作用の分子機構に関与することを示唆する.外珠皮第2細胞層は,"コルメラ"と呼ばれる独特の構造をした二次壁を形成し,その周りに"ムシラーゲ"と呼ばれるペクチン性多糖を大量に蓄積する特徴をもつ.一方,内珠皮第2・3細胞層は種子形成初期に他の珠皮細胞層に先んじて細胞死を引き起こした後,細胞壁が幾重にも折り畳まれた構造を形成する.これらの構造は,種皮の物理的強度を向上させ,種子の防御機構の一端を担っていると考えられる.nars1 nars2二重変異体の種皮形成を観察したところ,外珠皮第2細胞層のコルメラは形成されておらず,ムシラーゲの蓄積も認められなかった.また,nars1 nars2二重変異体の内珠皮第2・3細胞層では,細胞死後にできる細胞壁の折り畳まれた構造は観察できなかった.NARS1とNARS2の外珠皮細胞特異的な発現から,内珠皮第2・3細胞層の正常な発達も外珠皮細胞による組織間相互作用が必要であることが分かってきた.本年度の結果から,胚と珠皮の組織間相互作用に加えて,種皮の防御構造の形成制御というNARS1およびNARS2の関与する新奇分子機構を明らかにすることができた.