高等植物を用いた老化始源細胞から伝播する老化進行プログラムの顕微分子細胞学的解析

高等植物衰老祖细胞繁殖的衰老进程程序的小分子细胞学分析

• 批准号: 00J08394
• 负责人: 稲田 のりこ
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J08394/
• 关键词: 高等植物; イネ(Oryza sativa. L.); トウモロコシ(Zea mays); 子葉鞘; 老化; 発生

これまでに私は、イネの子葉鞘を用いてその老朽化及び通気組織形成時における細胞死の課程を組織・細胞・オルガネラレベルで明らかにしてきた。これら二つの細胞の死の進行過程は組織レベルでは大きく異なるものの、細胞レベルでは、極初期におけるプラスチドDNAの分解、プラスチド内部の分解から、終期における液胞の崩壊に至るまで、各現象が保存されていることが明らかになっている(Inada, N. et al., 2002 International Review of Cytology)。2001年より、通気組織における細胞死、及び老化の進行について分子遺伝学的解析を行うため、カリフォルニア大学バークレー校フリーリング研究室において、1年半にわたってイネと同じ単子葉であり、ゲノム構造もよく保存されているトウモロコシの子葉鞘変異体の解析を行った。フリーリング研究室では独自の変異体探索により、子葉鞘が本葉と同様の形を取る変異体(leafy coleoptile, lco)が発見されており、私はすでに、この変異体における子葉鞘は、通常の子葉鞘に比べ老化が著しく遅れることを明らかにしている。これは、lco子葉鞘における維管束系の発達・葉緑体の発達に伴う栄養供給などの、細胞環境の変化によるものと思われる。本年度はこの変異体の遺伝子単離を目的とし、2つの方向からの解析を進めた。(1)lco変異をヘテロで持つ植物(ホモ致死)と、トランスポゾン活性の高い植物との掛け合わせ実験を行い、得られたF1のスクリーニングを行った。約15,000の植物のスクリーニングを行い、3つの候補変異体が得られた。各ラインをそれぞれlcoヘテロ接合体、及びコントロールのインブレッドラインとかけあわせ、確認を行ったが、いずれもlco変異体ではなく、また表現形が次世代に保持されないことがわかった。(2)アメリカにあるトウモロコシストックセンターには、トランスポゾン活性の高い植物との掛け合わせで得られた変異体が保存・維持されている。そのストックの探索により、lcoと同様の表現形を示す子葉鞘変異体を5つ発見した。多くは次世代で表現形が消えたものの、一つはメンデル則に従わないながらも子葉鞘変異体の表現形が4世代目にも保持された。

到目前为止，我已经使用稻子叶在组织，细胞和细胞器水平的组织中阐明了细胞死亡的过程和充气组织形成。尽管这两个细胞的死亡的进展在组织水平上有显着不同，但已经表明，在细胞水平上，每种现象都是保守的，从早期阶段的质体DNA降解，质体的降解，质体的降解，内部质量的降解到末尾的液泡降解到结束阶段（Inada，N。et n。et n。et andagodicy the endagation。自2001年以来，为了对充气组织中细胞死亡和衰老进展进行分子遗传分析，加利福尼亚大学，伯克利分校，弗雷林实验室一直对玉米共叶肾突变体进行分析，这些突变体是单子叶植物的，它们是水稻，并且具有良好的基因组结构。在自由行式实验室中，对突变体的独特搜索发现了一个突变体（叶状鞘翅目，LCO），其中无鞘翅目与真正的叶子叶的形状相同，我已经表明，这种突变体中的鞘翅目与常规的coleoptiles相比会显着延迟衰老。这可能是由于细胞环境的变化，例如LCO子叶鞘中血管束系统的发展以及与叶绿体发展相关的营养供应。今年，我们从两个方向进行了分析，目的是隔离该突变体的基因。 （1）我们进行了一项实验，使植物横断面植物，该植物具有具有高座子活性的植物的异源LCO突变，并为获得的F1进行了筛选。筛选了大约15,000种植物，并获得了三个候选突变体。然后，用LCO杂合子和对照膜线对每条线进行验证，但是它们都不是LCO突变体，并且发现表型未保留在下一代中。 （2）美国的玉米储备中心保存并维护通过将植物与高pos盆地活性植物相结合而获得的突变体。通过搜索该股票，我们发现了五个与LCO相似的表型的子叶层鞘突变体。尽管许多表型在下一代中消失了，但其中一个并不遵循孟德尔法律，但是即使在第四代中，也保留了子叶突变体的表型。

项目成果

Theodoris, G., et al.: "Functional conservation and molecular dissection of ROUGH SHEATH2 and ASYMMETRIC LEAF1 function in leaf development"Proceeding Report of National Academy of Science. (印刷中).

Theodoris, G. 等人：“叶片发育中粗糙鞘2 和不对称叶1 功能的功能保护和分子解剖”美国国家科学院会议报告（正在出版）。