気孔発達過程における孔辺細胞の分裂と相称的形態形成の分子機構

气孔发育过程中保卫细胞分裂和对称形态发生的分子机制

基本信息

批准号：
17027020
负责人：
中川強
金额：
$ 3.2万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

植物表皮の気孔は大気とのガス交換調節を行う重要な構造である。我々は高等植物における気孔の発達メカニズム、そして細胞分裂や細胞分化の仕組みを解明することを目的に、シロイヌナズナの気孔形成突然変異体を用いて孔辺細胞の発達に関わる遺伝子の単離・解析を進めてきた。本年度の本研究課題では特に孔辺母細胞の分裂後の細胞形態構築に関する変異体(MC79)に着目して研究を進めた。MC79はロイシンリッチリピートを持つ受容体型キナーゼの変異体で、孔辺細胞の伸長方向や湾曲方向が異常になる表現型を示す。MC79はメリステモイドから孔辺細胞母細胞の周囲の細胞膜に出現し、孔辺母細胞の成熟段階では発現が消失する。また、孔辺母細胞の分裂面の細胞膜には局在しないという特徴がある。MC79受容体型キナーゼの情報伝達に上記のような一過的かつ特異的な局在パターンが深く関わっていると考え、孔辺細胞発達の異なる時期に発現する遺伝子SDD1のプロモーターを利用して、MC79-GFPの異所的発現の実験を行った。その結果、MC79受容体型キナーゼが孔辺母細胞の分裂面局在するようになり、それに伴い孔辺細胞の方向が逆転することが観察された。このことから、MC79受容体型キナーゼが本来は孔辺母細胞の周囲にのみ局在して、外側(背側)の信号を発しており、これに従って孔辺細胞の形態構築が進められていること、誤った局在部位である分裂面に局在させたため孔側が背側の性質を持って細胞極性の逆転が生じたことが示された。これらの結果から、MC79受容体が孔辺細胞の極性を決定する情報伝達の因子であり、その局在場所によって細胞の背腹性が決められるという制御の仕組みが見え始めた。細胞の形態に深く関わる微小管の配置との関連に興味が持たれる。

植物表皮中的气孔是调节与大气气体交换的重要结构。我们利用拟南芥气孔形成突变体来分离和分析参与保卫细胞发育的基因，旨在阐明高等植物中气孔发育和细胞分裂和分化的机制。在今年的研究项目中，我们重点研究了一种突变体（MC79），它参与保卫母细胞分裂后细胞形态的构建。 MC79是一种富含亮氨酸重复序列的受体型激酶突变体，其表现出保卫细胞伸长和弯曲方向异常的表型。 MC79出现在来自分生组织细胞的保卫细胞母细胞周围的细胞膜中，并且其表达在保卫细胞母细胞的成熟阶段消失。另外，它具有不定位于保卫母细胞分裂表面的细胞膜的特征。考虑到上述瞬时且特异性的定位模式深入参与了MC79受体型激酶的信号转导，我们利用在保卫细胞发育的不同阶段表达的基因SDD1的启动子来表达MC79——我们对 GFP 的异位表达进行了实验。结果，MC79受体型激酶定位于保卫母细胞的分裂平面，并且观察到保卫细胞的方向相应地反转。这表明MC79受体型激酶最初仅定位于保卫母细胞周围并发出侧向（背侧）信号，并且保卫细胞形态构建根据这些信号进行，表明由于细胞定位于分裂平面，这是错误的定位位点，孔侧变成了背侧，导致细胞极性逆转。这些结果表明MC79受体是决定保卫细胞极性的信号转导因子，其定位决定了细胞的背腹方向。我们感兴趣的是微管排列之间的关系，它与细胞形态密切相关。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Loss of AtPDR8 a Plasma Menbrane ABC transporter of Arabidopsis thaliana, Causes Hypersensitive Cell Death Upon Pathogen Infection.

拟南芥质膜 ABC 转运蛋白 AtPDR8 的缺失会导致病原体感染后过敏性细胞死亡。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Plant and Cell Physiology 47
影响因子：
0
作者：
Kobae;Y.;Sekino;T.;Yoshida H.;Nakagawa;T.;Martinoia;E.;Maeshima M.
通讯作者：
Maeshima M.

The plastid protein THYLAKOID FORMATION1 and the plasma membrane G-protein GPA1 interact in a novel sugar-signaling mechanism in Arabidopsis

DOI：
10.1105/tpc.105.037259
发表时间：
2006-05-01
期刊：
PLANT CELL
影响因子：
11.6
作者：
Huang, J;Taylor, JP;Jones, AM
通讯作者：
Jones, AM

Sugar-inducible expression of the nucleolin-1 gene of Arabidopsis thaliana and its role in ribosoma synthesis, growth and development.

拟南芥nucleolin-1基因的糖诱导表达及其在核糖体合成、生长和发育中的作用。

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Plant J. 49
影响因子：
0
作者：
Kojima H.;Suzuki T.;Kato T.;Enomoto K.;Sato S.;Kato T.;Tabata S.;S-Vasquez J.;Echeverria M.;Nakagawa T.;Ishiguro S.;Nakamura K.
通讯作者：
Nakamura K.

The Arabidopsis R2R3 MYB proteins FOUR LIPS and MYB88 restrict divisions late in the stomatal cell lineage