高等植物の気孔形成における細胞の分裂および相称的形態構築の分子機構

高等植物气孔形成过程中细胞分裂和对称形态的分子机制

基本信息

批准号：
14036226
负责人：
中川強
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

気孔形成突然変異体shabondama40およびMC79の解析を行うためGateway Cloningが可能なバイナリーベクターの開発を行った。このベクターシリーズ(pGWB)を用いることにより、GUS、GFP、6His、FLAG、3HA、4Myc、10Myc、GST、T7およびTAPの各種レポーター・タグとの融合遺伝子を容易に構築することが可能となった。shabondama40は孔辺母細胞の細胞質分裂が不完全な変異体で、その原因遺伝子は出芽酵母Sec31のホモログである。Sec31pはSec13pと複合体を形成し、ER膜からの小胞出芽の過程で働いている。植物の細胞質分裂では細胞板への小胞輸送が重要であるが、変異によりこの過程が影響を受け、細胞質分裂阻害を引き起こしていると推察された。そこでこの現象の制御系を解析するためにpGWBを用いてshabondama40-TAP遺伝子を作製し植物に導入した。MC79は孔辺細胞の伸長方向や湾曲方向が異常になる細胞形態構築の突然変異体で、その原因遺伝子はロイシンリッチリピートを持つ受容体型キナーゼであった。孔辺細胞の対称的な細胞形態構築の情報伝達系の因子であることが予想された。MC79-GFPをシロイヌナズナに導入したところ、細胞膜でGFPの蛍光が観察された。このことより細胞膜に局在することが示された。MC79pro::MC79-GUSをシロイヌナズナに導入したところ、メリステモイド、孔辺母細胞および未発達な孔辺細胞でGUSの染色が観察された。このことからMC79は早いステージで発現し、形態構築の初期過程に関与していることが示された。またMC79のパートナーやリガンドを探索するためにMC79pro::MC79-TAP遺伝子を構築し、シロイヌナズナに導入した。以上の研究により細胞の形態構築の制御系に関する理解が深まった。

我们开发了一种能够进行网关克隆的二元载体来分析气孔形成突变体 shabondama40 和 MC79。通过使用该载体系列（pGWB），可以轻松构建具有各种报告标签的融合基因：GUS、GFP、6His、FLAG、3HA、4Myc、10Myc、GST、T7 和 TAP。 shabondama40是一种突变体，其中保卫母细胞中的胞质分裂不完全，其致病基因是酿酒酵母Sec31的同源物。 Sec31p 与 Sec13p 形成复合物，并在囊泡从 ER 膜出芽的过程中发挥作用。在植物胞质分裂过程中，囊泡转运至细胞板非常重要，而突变似乎会影响这一过程，导致胞质分裂受到抑制。因此，为了分析这种现象的控制系统，我们利用pGWB构建了shabondama40-TAP基因并将其导入植物中。 MC79是一种细胞形态突变体，其中保卫细胞伸长和弯曲方向异常，致病基因是富含亮氨酸重复序列的受体型激酶。据预测，这是保卫细胞中构建对称细胞形态的信息转导系统的一个因素。当MC79-GFP导入拟南芥时，在细胞膜上观察到GFP荧光。这表明它定位于细胞膜。当MC79pro::MC79-GUS被引入拟南芥时，在分生组织、保卫母细胞和未成熟保卫细胞中观察到GUS染色。这表明MC79在早期表达并参与形态构建的早期过程。此外，为了寻找MC79的伴侣和配体，我们构建了MC79pro::MC79-TAP基因并将其导入拟南芥中。上述研究加深了我们对细胞形态构建控制系统的认识。