植物の個体密度センシング機構の解明

阐明植物种群密度传感机制

• 批准号: 20657010
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20657010/
• 关键词: 細胞膜; カルシウム; カルシウム結合タンパク質; 情報伝逹; 植物; 個体密度; 細胞膜タンパク質; 情報伝達; カルシウムイオン; 生育調節

同じ植物種でも、育つ環境で植物体は大きくも小さくもなる。植物のサイズは栄養条件や温度、光、水といった要素だけに左右される訳ではなく、どのような植物が周りに植えられているのか,あるいはどのような密度で植えられているかによっても異なる。シロイヌナズナのある遺伝子(PCaP)の破壊株を得て、その種子を寒天培地の上に様々な個体密度で播いたところ、低密度播種の場合は野生株と変化がないのに、高密度の場合は野生株に比べて遺伝子破壊株は生育が抑制され小さな個体となった。そこで、このPCaP1およびPCaP2遺伝子産物がどのような分子であるかを解析し、次の知見を得た。(1)PCaP1とPCaP2はリジンやグルタミン酸に富む酸性タンパク質であり、膜貫通領域をもたない。しかし、N端にミリストイル基が共有結合することで細胞膜に安定に結合する。(2)カルシウム、ボスファチジルイノシトールリン酸(PtdInsP)、カルモジュリン/Ca複合体との結合能を有し、カルモジュリン/Ca複合体の結合は、PtdInsPとPCaPとの結合を解除し、結果としてPtdInsPが遊離する。(3)PCaP1は根、シュートのいずれの組織でも発現し、とくに表皮細胞でのタンパク質蓄積量が多い。(4)PCaP1遺伝子の欠失株では、ある情報伝達分子関連遺伝子の発現が増える。これらの知見を総合して、接触刺激を含む外部情報が細胞質カルシウム濃度変化となり、その変化が、細胞膜のPCaP1を介してPtdInsPへの情報へと流れていくという作動モデルをまとめた。

The same plant species, breeding environment, plant body is big and small. Plant growth conditions include temperature, light, water and other factors. PCaP plants are grown, seeds are grown, individuals are planted in low density, wild plants are grown, individuals are grown at high density, wild plants are grown, and individuals are grown. PCaP1 and PCaP2 gene products are analyzed and identified. (1) PCaP1 and PCaP2 are free from acid, rich in acid, and permeable to film. The N-terminal region of the cell membrane is bound to the common region. (2)The binding energy of PtdInP, PtdInP and PCaP/Ca complex was found to be higher than that of PtdInP, PtdInP and PCaP. (3) PCaP1 was found in the tissues of root and epidermis, and the accumulation of PCaP1 in epidermal cells was higher than that in normal tissues. (4) PCaP1 gene is missing, and information is transmitted to the development of molecular related genes. This knowledge is integrated, and the contact stimulus contains external information such as cytoplasmic concentration change, cell membrane change, and PCaP1 information flow.

项目成果

PCaPs, possible regulators of PtdInsP signals on plasma membrane

• DOI: 10.4161/psb.5.7.11825
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: PLANT SIGNALING & BEHAVIOR
• 影响因子: 2.9
• 作者: Kato, Mariko;Nagasaki-Takeuchi, Nahoko;Maeshima, Masayoshi
• 通讯作者: Maeshima, Masayoshi

A mutant strain Arabidopsis that lacks vacuolar membrane zinc transporter MTP1 revealed the latent tolerance to excessive zinc

缺乏液泡膜锌转运蛋白MTP1的拟南芥突变株显示出对过量锌的潜在耐受性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Plant and Cell Physiology 50
• 作者: Kawachi;M.;et al.
• 通讯作者: et al.

An Arabidopsis hydrophilic Ca^<2+>-binding protein with PEVK-like domain, AtPCaP2, is associated with the plasma membrane and interacts with calmodulin and phosphatidylinositol Phosphates.

具有PEVK样结构域的拟南芥亲水性Ca 2+ 结合蛋白AtPCaP2与质膜相关并与钙调蛋白和磷脂酰肌醇磷酸盐相互作用。

• 发表时间: 2010
• 期刊: Plant and Cell Physiology 51
• 作者: Kato;M.;et al.
• 通讯作者: et al.

ホスファチジルイノシトールリン酸、カルモジュリンと結合するタンパク質PCaP2の発見.

发现 PCaP2，一种与磷酸磷脂酰肌醇和钙调蛋白结合的蛋白质。

• 发表时间: 2009
• 作者: Lee;M.;加藤真理子
• 通讯作者: 加藤真理子

Structure-function relationship of AtMTP1, a vacuolar Zn^<2+>/H^+ antiporter and defence mode against zinc stress in atmtpl mutant plant.

atmtpl突变体植物液泡Zn^2/H^逆向转运蛋白AtMTP1的结构-功能关系及锌胁迫防御模式。

• 发表时间: 2008
• 作者: Maeshima;M.
• 通讯作者: M.