植物細胞の分化転換における細胞壁タンパク質の網羅的解析

植物细胞转分化过程中细胞壁蛋白的综合分析

基本信息

批准号：
12740433
负责人：
出村拓
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞壁が二次細胞壁肥厚やリグニン化によって特殊化した管状要素(道管・仮道管構成細胞)へ分化転換過程では、形態形成に先立って細胞壁組成が大きく変化し、後の形態形成に備える仕組みが存在すると予想されているが、この過程における細胞壁成分の変化に関する研究は未だ少ない。そこで本研究では、この管状要素分化において細胞壁に蓄積されるタンパク質の変化を網羅的に把握することを通して植物細胞分化の分子機構に迫ることを目的とした。このために「細胞壁タンパク質を抗原としたファージモノクローナル抗体ライブラリーの作成」と「大量ESTの作出およびマイクロアレイを用いた網羅的発現解析」を計画したが、後者により多数の細胞壁局在性タンパク質の同定が可能であることがわかった。そこで本年度は後者の研究を優先させた。まず、これまでに作出した約9000のESTに加えて、更に約9000のESTを作出した。さらに、これらを用いたカスタムマイクロアレイを調製し、管状要素分化過程での網羅的遺伝子発現解析を行い、管状要素の形態形成に先立ってペクチン分解系の細胞壁局在性酵素が多数発現すること、管状要素の二次細胞壁形成時期に特異的にセルロース合成酵素、キシラナーゼ、アラビノフラノシダーゼ、ポリガラクツロナーゼが発現することを明らかにした。さらに、in situハイブリダイゼーションおよびプロモーター-レポーター(YFPまたはCFP)解析を行うことで、これら細胞壁局在性タンパク質をコードする遺伝子群の多くが管状要素特異的に発現することを明らかにした。

在将细胞壁转分化为管状元件（管和导管成分细胞）的过程中，专门通过次级细胞壁增厚和木质化，细胞壁成分在形态发生之前发生了很大变化，并且预计会有一种机制可以使后来的形态发生的机制，但在细胞壁上的过程中仍然很少进行研究。因此，这项研究旨在通过全面了解管状元素分化过程中蛋白质的变化来仔细研究植物细胞分化的分子机制。为此，我们计划使用细胞壁蛋白作为抗原创建噬菌体单克隆抗体库，并使用微阵列创建大量EST和全面的表达分析，但是已经发现，后者允许鉴定大量细胞壁局部局部蛋白质。因此，今年我们将后者的研究优先考虑。首先，除了到目前为止我们创建的大约9,000个EST外，我们还创建了大约9,000台EST。此外，使用这些在管状元素分化过程中进行了自定义的微阵列，并进行了全面的基因表达分析，表明果胶降解系统的许多细胞壁定位酶在管状元件的形态发生之前是在形成之前表达的，以及该元素的形成酶，二甲苯酶酶，二甲酸酯化合酶，二甲酸含有二级酶，以及二甲苯酶酶，二氧化氢蛋白酶酶，以及多种含量。管状元素的壁。此外，原位杂交和启动子培养剂（YFP或CFP）分析表明，编码这些细胞壁局部蛋白质的许多基因在管状元素中特别表达。