Action mechanism of bioactive sugar chain AMOR in pollen tube guidance of Torenia

生物活性糖链AMOR在蓝猪耳花粉管引导中的作用机制

基本信息

批准号：
19F19091
负责人：
東山哲也
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19091/
关键词：
花粉管誘導生理活性糖鎖 AMOR トレニア

项目摘要

植物の細胞壁に含まれる糖鎖を介した細胞間シグナリングは、植物の発生や生長に極めて重要と想定されてきたにも関わらず、これまで全く未開拓な状況であると言える。そこで、当研究室で新たに発見された、植物の受精を促進する生理活性糖であるAMORに着眼し、AMORが発見された植物であるトレニアにおいて分子生物学的なアプローチを駆使して、AMORの生合成や受容体に関する研究を展開することを目指した。AMORは化学合成した末端の2糖だけでも活性をもつ。しかし天然のAMOR（アラビノガラクタンタンパク質；AGP）については不明な点が多い。そこで、AMORを担うAGPや糖鎖修飾酵素の候補、そしてこれに加え花粉管で働くレクチンドメインをもつ受容体様キナーゼなど受容体遺伝子の候補を、ゲノムデータおよび雌しべ組織を用いたトランスクリプトームデータから抽出した。抽出した遺伝子群についてゲノム編集を進め、ノックアウトラインを得ることに成功した。また、in situ hybridization法により遺伝子発現パターンを解析した。これらは植物糖鎖シグナリングの理解に対して重要な成果であり、引き続き共同研究として解析を進めていく。またトレニアにおけるゲノム編集研究の基盤として、安定的なゲノム編集の方法の確立や、トレニアゲノムプロジェクトの取りまとめ作業も進めた。これらを基盤に、トレニアの花粉管誘導に関わる複数の遺伝子候補のノックアウトラインも確立した。トレニアを用いた植物生殖研究を共同研究として続けていく基盤となる。

尽管已经假定通过植物细胞壁中包含的聚糖的细胞间信号传导对植物的发育和生长非常重要，但可以说迄今为止尚未开发出来。因此，我们专注于Amor，Amor是一种新发现的生物活性糖，促进植物受精，这是在我们的实验室中新发现的，旨在使用分子生物学方法来开发多雷尼亚Amor生物合成和受体的研究。即使使用化学合成的末端二糖，Amor也具有活性。但是，关于天然阿莫尔（Arabinogalactan蛋白； AGP）有许多未知数。因此，使用雌蕊组织从基因组数据和转录组数据中提取了携带AMOR的AGP，携带Amor的糖基化修饰酶以及其他具有凝集素结构域的受体样激酶。提取的基因组是基因组编辑的，我们成功获得了敲门轮廓。另外，通过原位杂交分析了基因表达模式。这些是了解植物聚糖信号传导的重要结果，我们将继续作为联合研究项目进行分析。此外，作为在多伦尼亚的基因组编辑研究的基础，该公司建立了稳定的基因组编辑方法，并致力于编译Torenia Genome项目。基于这些因素，我们还建立了参与多雷尼亚花粉管诱导的多个基因候选者的基因敲除法。这将是使用多雷尼亚作为联合研究项目继续植物繁殖研究的基础。