植物組織の分化と成長を生体膜物質輸送系と水チャネル分子から解析する

从生物膜运输系统和水通道分子角度分析植物组织的分化和生长

• 批准号: 11163212
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 1.92万
• 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 (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11163212/
• 关键词: 水チャネル; 液胞膜; 細胞膜; CAM植物; H^+-ピロホスファターゼ; Ca^<2+>; H^+対向輸送体; 液胞Ca^<2+>結合タンパク質

細胞膜、液胞膜水チャネルの複数分子種の発現特性、生体膜の水透過率との関連、CAM植物への水チャネル遺伝子の導入、さらにCa^<2+>輸送・濃縮装置の器官特異性の解析も行った。(1)ダイコンの細胞膜(6種)と液胞膜(2種)の水チャネルについて各器官を成長段階別に分析し、多くが協調的に発現してる反面、一部の分子種が特定器官で合成されないことが明らかにした。(2)生体膜の水透過率をストップトフロー装置により測定した。水透過率の大きさは細胞膜より液胞膜が高く、耐乾燥性植物の膜の水透過率が低いことが明らかになった。またCAM植物液胞膜は水チャネルをほとんどもたない(ダイコンの100分の以下)ことも解明した。(3)水チャネルが個体と器官にどのような影響をもつかを検討する目的で、水チャネルをほとんど持たないCAM植物に水チャネル(PAQ1、γ-VM23)の遺伝子を導入した。再生植物体が成育中である。発現量を検定し、植物組織の生理学的な影響を解析しつつある。(4)液胞膜へのCa^<2+>濃縮装置としてのCa^<2+>/H^+対向輸送体は444個のアミノ酸で構成されるタンパク質であり、その発現は胚軸に顕著で、根では転写・翻訳産物が検出されず、明確な組織特異性が明らかになった。さらに液胞型Ca^<2+>結合タンパク質を精製、分子クローニングし、これも根に特徴的なタンパク質であることを見いだした.

细胞膜和液泡膜水通道中多种分子的表达特征、与生物膜透水性的关系、CAM植物中水通道基因的导入以及Ca^2+转运和浓缩设备的器官特异性。分析（1）根据生长阶段对萝卜细胞膜（6种）和液泡膜（2种）中的水通道在每个器官中进行分析，虽然大多数以协调方式表达，但某些分子种类在特定器官中表达很明显它无法合成。 (2)使用停流装置测量生物膜的透水性。结果表明，液泡膜的透水性高于细胞膜，而耐旱植物的膜的透水性较低。我们还发现CAM植物的液泡膜几乎没有水通道（不到日本萝卜的100倍）。 (3)为了研究水通道如何影响个体和器官，将水通道基因(PAQ1、γ-VM23)引入几乎没有水通道的CAM植物中。再生的植物正在生长。我们目前正在测试表达水平并分析对植物组织的生理影响。 (4)Ca^2+/H^+逆向转运蛋白，作为液泡膜的Ca^2+浓缩剂，是由444个氨基酸组成的蛋白质，其表达显着发生在下胚轴。 ，在根中没有检测到转录/翻译产物，揭示了明确的组织特异性。此外，我们纯化并分子克隆了液泡Ca^2+结合蛋白，发现这也是根的特征蛋白。

项目成果

前島正義: "「病傷害ストレスの植物生化学・分子生物学-熱帯性イモ類を中心として-」(分担執筆:第13章 植物における細胞間・細胞内物質輸送の機構)"学会出版センター(印刷中). (2000)

Masayoshi Maejima：“‘疾病和损伤应激的植物生物化学和分子生物学 - 聚焦热带块茎 -’（合著者：第 13 章植物细胞间和细胞内物质运输的机制）”学会出版中心（（正在出版）。 (2000)

Maeshima, M.: "Cycloprodigiosin Uncouples H^+-pyrophosphatase of plant vacuolar membrane in the presence of chloride ion"Plant Cell Phisiol.. 40. 439-442 (1999)

Maeshima，M.：“环菌红在氯离子存在下解偶联植物液泡膜的 H2-焦磷酸酶”Plant Cell Phisiol.. 40. 439-442 (1999)

前島正義: "「基礎生化学実感法」 第2巻 生体試料(分担執筆:植物細胞の小器官)"東京化学同人(印刷中). (2000)

前岛正芳：《生物化学基础实用方法》第2卷生物样品（作者：植物细胞的细胞器）》东京化学同人（正在印刷中）。（2000年）

Ikeda, H.: "A vacuolar Inorganic H^+-pyrophosphatase in Acetabularia accetabulum : partial purification, characterization and molecular cloning"J. Exp. Botany. 50. 139-140 (1999)

Ikeda, H.：“Acetabularia accetabulum 中的液泡无机 H2-焦磷酸酶：部分纯化、表征和分子克隆”J。

Nakanishi, Y.: "Isolation of a cDNA for a H^+-pyrophosphatase-like protein from Arabidopsis thaliana(Accession No.AB034696) and its functional expression in yeast"Plant Physiol.. 122. 619 (2000)

Nakanishi，Y.：“从拟南芥中分离 H2 -焦磷酸酶样蛋白的 cDNA（登录号 AB034696）及其在酵母中的功能表达”Plant Physiol.. 122. 619 (2000)