気孔開閉の分子機構をモデルとした受粉反応時の花粉吸水における膨圧調節機構の解明

受粉時、花粉は雌しべ柱頭に存在する乳頭細胞から水を受け取り吸水する。花粉吸水は花粉管発芽と伸長に必須であるため、植物が受精を達成し、次世代を残すために重要である。乳頭細胞上に付着した花粉は種間不和合性や種内不和合性により、受精可能な花粉が選択されたのち吸水させる。吸水可能な花粉を乳頭細胞が認識する自他認識機構から、その下流で花粉吸水を誘導する乳頭細胞内のシグナル伝達は理解されつつあるが、未だどのように乳頭細胞内の水が花粉へと移行するのか、吸水がされない花粉ではどのように水の移行が止まるのか、といったシグナル伝達末端の理解は進んでいない。申請者は、植物細胞の膨圧制御が花粉吸水に関与すると仮説を立て、膨圧制御に重要なイオン輸送体が花粉吸水時に機能しているかを調べている。前年度に乳頭細胞で高発現するイオン輸送体をシロイヌナズナの発現データベースより選抜し、今年度ではその遺伝子破壊株の表現型解析から、種子形成が野生株と比較して低下する株を見出した。また、イオン輸送体開口、閉鎖化合物ライブラリーを用いて、自家不和合性を示すアブラナ(Brassica rapa)の雌しべ内への花粉管侵入の様子が変化する化合物スクリーニングを行った。現在ライブラリー70種の化合物の中から自家不和合性に変化を与える化合物を数点選抜した。シロイヌナズナのイオン輸送体候補の変異株の種子形成の変化が乳頭細胞側の花粉吸水に対する影響かを調べると共に、アブラナの自家不和合性に影響を与える化合物の標的探索を行うことで、アブラナ科の花粉吸水に機能する乳頭細胞のイオン輸送体を同定する。

受粉時、花粉は雌しべ柱頭に存在する乳頭細胞から水を受け取り吸水する。花粉吸水は花粉管発芽と伸長に必須であるため、植物が受精を達成し、次世代を残すために重要である。乳頭細胞上に付着した花粉は種間不和合性や種内不和合性により、受精可能な花粉が選択されたのち吸水させる。吸水可能な花粉を乳頭細胞が認識する自他認識機構から、その下流で花粉吸水を誘導する乳頭細胞内のシグナル伝達は理解されつつあるが、未だどのように乳頭細胞内の水が花粉へと移行するのか、吸水がされない花粉ではどのように水の移行が止まるのか、といったシグナル伝達末端の理解は進んでいない。申請者は、植物細胞の膨圧制御が花粉吸水に関与すると仮説を立て、膨圧制御に重要なイオン輸送体が花粉吸水時に機能しているかを調べている。前年度に乳頭細胞で高発現するイオン輸送体をシロイヌナズナの発現データベースより選抜し、今年度ではその遺伝子破壊株の表現型解析から、種子形成が野生株と比較して低下する株を見出した。また、イオン輸送体開口、閉鎖化合物ライブラリーを用いて、自家不和合性を示すアブラナ(Brassica rapa)の雌しべ内への花粉管侵入の様子が変化する化合物スクリーニングを行った。現在ライブラリー70種の化合物の中から自家不和合性に変化を与える化合物を数点選抜した。シロイヌナズナのイオン輸送体候補の変異株の種子形成の変化が乳頭細胞側の花粉吸水に対する影響かを調べると共に、アブラナの自家不和合性に影響を与える化合物の標的探索を行うことで、アブラナ科の花粉吸水に機能する乳頭細胞のイオン輸送体を同定する。