植物細胞分化・分裂に関与するプラスチド機能の解析

植物细胞分化和分裂中涉及的质体功能分析

基本信息

批准号：
17051012
负责人：
吉岡泰
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Nagoya 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

プラスチド局在YFPタンパク質を用いてプラスチドを可視化した解析から、crl変異体においては胚、葉肉、気孔において葉緑体に分化していないプラスチドを含む細胞が存在することが明らかとなった。さらに、プラスチド局在YFPタンパク質を用いてもプラスチドが検出できない細胞が、crl変異体の胚、気孔、表皮に存在していた。プラスチドが検出できないcrl変異体胚細胞には、DAPI染色によって明らかなプラスチドDNAが検出されない細胞があった。プラスチドは植物の発生分化に必須の代謝産物を合成するオルガネラであるため、プラスチドが検出できない細胞が生じていることがcrl変異体が植物形態の異常を示す原因の一つである可能性が示唆された。PIN1タンパク質はオーキシンのefflux carrierタンパク質であり、オーキシンの極性輸送に重要であることが示されている。野生型胚の子葉表皮では細胞の頂端面に局在するPIN1-GFPタンパク質がcrl ftsZ1-1変異体においては側方面や基底面にも局在していた。PIN1-GFPの局在変化はcrl変異体においても見られた。また、オーキシンによって発現が誘導されるマーカー遺伝子DR5:GUSは、野生型成熟胚においては子葉と幼根の先端で強く発現している。これに対して、crl胚とcrl ftsZ1-1胚においては子葉先端におけるDR5:GUSの発現が検出できなかったり、子葉の縁おいて見られたりした。これよりcrlやcrl ftsZ1-1胚の形態が異常となる原因がオーキシンの極性輸送の変化である可能性が示唆された。

使用质体定位的 YFP 蛋白可视化质体分析表明，在 crl 突变体中，胚胎、叶肉和气孔中存在含有未分化为叶绿体的质体的细胞。此外，使用质体定位的YFP蛋白无法检测到质体的细胞存在于crl突变体胚胎、气孔和表皮中。一些未检测到质体的crl突变胚胎细胞，DAPI染色未检测到明显的质体DNA。由于质体是合成植物发育和分化所必需的代谢物的细胞器，因此无法检测到质体的细胞的出现可能是crl突变体表现出异常植物形态的原因之一。 PIN1 蛋白是一种生长素流出载体蛋白，已被证明对于极性生长素转运很重要。在野生型胚胎的子叶表皮中，PIN1-GFP蛋白定位于细胞的顶端表面，但在crl ftsZ1-1突变体中，它也定位于侧表面和基表面。在 crl 突变体中也观察到 PIN1-GFP 定位的变化。此外，由生长素诱导表达的标记基因DR5:GUS在野生型成熟胚胎的子叶尖端和胚根中强烈表达。相反，在 crl 和 crl ftsZ1-1 胚胎中，在子叶尖端无法检测到 DR5:GUS 表达，或者在子叶边缘观察到 DR5:GUS 表达。这表明crl和crl ftsZ1-1胚胎的异常形态可能是由于极性生长素运输的变化所致。