樹木分化中木部における細胞死発現機構の細胞生物学的研究

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二次木部細胞の機能を決定する要因である細胞死過程について、細胞生物学的および分子生物学的解析により明らかにした。トドマツ(Abies sachalinensis)放射柔細胞の細胞死過程における核・微小管・デンプンの消失のタイミングについて各種顕微鏡を用いて解析した。核・微小管・デンプンの消失はいずれも樹皮側より10年輪目において起こり、当年形成木部において起こる二次壁肥厚の後も数年以上細胞小器官を維持していた。このような特徴は、放射柔細胞の細胞死がヒャクニチソウ培養系における管状要素のプログラム細胞死とは異なることを示している。また、樹皮側より10年輪目において、まず微小管の消失が起こり、その後続いて核の消失が起こった。デンプン粒の消失は、多くが微小管の消失の前に起こったが、細胞ごとにそのタイミングにばらつきが存在した。木部柔細胞における自己分解酵素などをコードしている細胞死関連遺伝子の発現パターンを明らかにするため、交雑ポプラ(Populus sieboldii x P.grandidentata)樹幹より試料を採取し、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)を行なった。その結果、核酸分解酵素であるBFN1、分解酵素の活性化に関わる液胞プロセシング酵素であるα-VPEおよびγ-VPEが辺材の内側のみではなく外側においても同程度発現していることが明らかになった。この結果は、木部柔細胞の細胞死プログラムが辺材の外側においてすでに進行している可能性を示している。さらに、木部柔細胞の細胞死がこれまで説明されてきたような、BFN1やVPEの発現量の増加によって直ちに引き起こされるものではないことを示唆している。これらの研究成果は、第59回日本木材学会大会(松本)にて発表した。