土壌環境シグナルから根毛形成制御に至る情報伝達機構

土壤环境信号到控制根毛形成的信息传递机制

基本信息

批准号：
18056012
负责人：
青山卓史
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Kyoto 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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

根毛伸長の正の制御因子であると考えられるPIP5キナーゼ、PIP5K3の機能解析を進めた。T-DNA挿入型変異体の独立な系統を4系統に増やし、根毛の形態的変化を観察した。その結果、それら変異体の根毛は伸長において抑制されているが、それ以外に異常な形態は見られないことが明らかになった。変異体遺伝子および転写産物の構造解析の結果より、それらの内少なくとも2つでは機能的なタンパク質が殆ど発現していないことも判明した。これらのことから、PIP5K3以外のPIP5Kが根毛で機能していること、およびPIP2の量的変化は根毛伸長に特異的に影響を与えることが示唆された。このことは、PIP5K3の過剰発現により根毛伸長が促進されること、および伸長の活発な根毛ほど先端にPIP5K3-YFPが多量に存在することと併せて、根毛先端のPIP2の量が根毛伸長の重要なパラメーターとなっていることを強く示唆するものである。PIP5K3の細胞内局在性を詳しく調べるためにPIP5K3-YFPを発現する根毛をFM4-64で短時間処理し、YFPとFM4-64の多重蛍光観察を行った。その結果、PIP5K3-YFPが最も強く局在する部位は根毛先端の細胞膜であることが確かめられた。誘導的過剰発現実験の結果、PIP5K3の過剰は根毛伸長の促進以外に根毛の歪曲、および単一の表皮細胞からの複数の突起の形成をもたらすことが観察された。また、PIP5K3-YFPは根毛突起が全く見られない未熟な根毛細胞においても、根毛突起が予定される場所に局在することが明らかとなった。これら2つの結果は低分子Gタンパク質ROP2を用いた同様の実験で報告されているものと酷似しており、PIP5K3とROP2が同一の径路で根毛形態形成の制御に関わることを強く示唆している。

我们继续对 PIP5K3 进行功能分析，PIP5K3 是一种 PIP5 激酶，被认为是根毛伸长的正调节因子。我们将独立的 T-DNA 插入突变系的数量增加到四个，并观察根毛的形态变化。结果显示，这些突变体的根毛伸长受到抑制，但没有观察到其他异常形态。对突变基因和转录本的结构分析表明，其中至少有两个几乎不表达功能蛋白。这些结果表明，除 PIP5K3 之外的 PIP5K 在根毛中发挥功能，并且 PIP2 的数量变化特别影响根毛伸长。这表明PIP5K3的过度表达促进根毛伸长，并且更活跃地伸长的根毛在尖端处具有较大量的PIP5K3-YFP，根毛尖端处的PIP2的量对于根毛伸长是重要的。强烈建议参数是为了详细研究PIP5K3的细胞内定位，用FM4-64简单处理表达PIP5K3-YFP的根毛，并对YFP和FM4-64进行多重荧光观察。结果证实，PIP5K3-YFP最强定位的位点是根毛尖端的细胞膜。诱导性过度表达实验的结果是，观察到过量的 PIP5K3 除了促进根毛伸长之外，还会导致根毛扭曲并从单个表皮细胞形成多个突起。还表明，即使在未观察到根毛突起的未成熟根毛细胞中，PIP5K3-YFP 也定位于根毛突起的预期位置。这两个结果与使用小 G 蛋白 ROP2 的类似实验中报道的结果非常相似，强烈表明 PIP5K3 和 ROP2 通过相同的途径参与根毛形态发生的控制。