植物の気孔発達に関わる小胞形成因子の機能解析

植物气孔发育中囊泡形成因子的功能分析

基本信息

批准号：
19039025
负责人：
中川強
金额：
$ 3.97万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19039025/
关键词：
植物シロイヌナズナ気孔孔辺細胞形態形成小胞輸送

项目摘要

孔辺母細胞の細胞質分裂異常の原因遺伝子であるshabondama40はERからの小胞出芽に働くSec31のホモログ(ATSEC31A)である。細胞質分裂異常はアミノ酸置換アレルshabondama 40でのみ観察され、同遺伝子の破壊株では出現しない。この理由としてもう一つのホモログであるATSEC31との優劣関係がATSEC31B<SHABONDAMA40<ATSEC31Aとなっていることが推測された。そこでアミノ酸置換アレルと破壊アレルのF1の観察を行ったところアミノ酸アレルの表現型である細胞質分裂以上が見られた。このことより上記の優劣関係となっていることが遺伝学的に示された。ATSEC31A破壊株ではアミノ酸置換アレルとは別の表現型、花粉と葯の発育不全、花粉表層のエキシン構造の異常、葯壁の周囲の細胞であるタペート細胞中のタペトソームの形態が異常、であることが観察される。タペトソームは小胞体由来のオイルボディーが発達したオルガネラであるため、ATSEC31A遺伝子破壊によってERからの正常な発達が阻害されていると考えられた。そのためタペート細胞で特異的に発現するFBP1プロモーターを用いてATSEC31Aを発現させてみたところ、正常な花粉が回復した。このことより、花粉の正常な発達にタペート細胞(タペトソーム)におけるATSEC31Aの働きが必須であることが示された。これらの実験結果より、植物の発達に関わる小胞形成因子ATSEC31の機能の理解が深まった。

Shabondama40 是负责保卫母细胞中异常胞质分裂的基因，是 Sec31 (ATSEC31A) 的同源物，后者在内质网囊泡出芽中发挥作用。仅在氨基酸取代等位基因 shabondama 40 中观察到胞质分裂异常，而在同一基因的破坏菌株中未出现胞质分裂异常。据推测，其原因是与另一同源物ATSEC31的优势关系为ATSEC31B<SHABONDAMA40<ATSEC31A。因此，当我们观察氨基酸取代等位基因和破坏等位基因的F1时，我们发现氨基酸等位基因的表型为胞质分裂或更高。由此，从遗传学上证明了上述优劣关系的存在。 ATSEC31A破坏的菌株具有与氨基酸取代等位基因不同的表型，包括花粉和花药发育失败、花粉表面层的外壁结构异常以及绒毡层细胞中绒毡层形态异常，绒毡层细胞是花药壁周围的细胞。被观察到。由于tapetosome是其中发育有源自内质网的油体的细胞器，因此认为ATSEC31A基因的破坏会抑制ER的正常发育。因此，当我们使用在绒毡层细胞中特异性表达的FBP1启动子表达ATSEC31A时，正常花粉得以恢复。这表明 ATSEC31A 在绒毡层细胞（绒毡体）中的功能对于正常花粉发育至关重要。这些实验结果加深了我们对 ATSEC31（一种参与植物发育的囊泡形成因子）功能的理解。