モデル植物を用いた材形成の分子基盤の解析

使用模型植物分析木材形成的分子基础

• 批准号: 15770043
• 负责人: 出村 拓
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770043/
• 关键词: 材形成; シロイヌナズナ; VND遺伝子群.; 原生木部道菅; 後生木部道菅; マスター遺伝子; GAGA結合タンパク質; 機能未知タンパク質; ヒャクニチソウ; cDNAマイクロアレイ; NAC-domainタンパク質; VND遺伝子; FOXハンティングシステム; 網羅的なRNAi; 材形成; シロイヌナズナ; VND遺伝子群.; 原生木部道菅; 後生木部道菅; マスター遺伝子; GAGA結合タンパク質; 機能未知タンパク質; ヒャクニチソウ; cDNAマイクロアレイ; NAC-domainタンパク質; VND遺伝子; FOXハンティングシステム; 網羅的なRNAi

材形成をコントロールする遺伝子として見出したシロイヌナズナVND遺伝子群(VND1〜VND7)の機能解析を進めた。まず、VND6とVND7の過剰発現によりシロイヌナズナの根や胚軸とポプラの葉においてそれぞれが後生木部道管と原生木部道管を異所的に分化させることが分かった。また、VND6とVND7のドミナントリプレッションによる機能阻害によりそれぞれがシロイヌナズナの後生木部道管と原生木部道管の分化を阻害・遅延させることが明らかとなった。以上のことから、シロイヌナズナのVND6とVND7遺伝子が材の構成細胞である後生木部道管と原生木部道管のマスター遺伝子であることが分かった。一方、Gain-of-function型の解析により21の材形成特異的遺伝子のプロモーター領域より、31種類の相互には類似していない新規のシス配列を見出した。これらをもとにトランス因子の同定を進め、GAGA結合タンパク質が材形成特異的なセルロース合成酵素遺伝子のプロモーター領域に存在する30bpからなるシス配列に結合することを明らかにした。さらに、材形成特異的に発現する約20種類のヒャクニチソウ機能未知遺伝子の培養細胞へのdsRNA導入実験を行い、複数の遺伝子のdsRNA導入により材形成の進行が抑制されることを見出した。ZeTED6およびZeTED7と名付けたお互いに類似した膜局在型のタンパク質をコードする遺伝子の機能を集中的に解析し、両者が同時に発現することにより分化が促進されることが明らかになった。シロイヌナズナホモログであるAtTED6とAtTED7の解析も行い、これら遺伝子の機能抑制によって道管形成が異常になること、AtTED7の細胞内ドメインの過剰発現により木部繊維細胞の発達が促進される可能性が示された。

拟南芥VND基因组（VND1至VND7）的功能分析被发现是控制材料形成的基因。首先，发现VND6和VND7异位的过表达分别在拟南芥根，下孢和杨树叶中分别区分了变质木质部和原生动物管道。还已经揭示了VND6和VND7的显性滑动抑制功能的抑制作用，分别抑制了拟南芥的变质木质部和原生动物区的分化。从上面可以揭示出拟南芥VND6和VND7基因是变质木质部和原生动物的主基因，这些基因是材料的细胞。另一方面，通过分析功能增益类型的分析，在21种材料形成特定基因的启动子区域中发现了31种新型的顺式序列。基于这些因素，我们开始识别反式因子，并揭示了GAGA结合蛋白与由30 bp组成的顺式序列结合，该序列存在于纤维素合酶基因的启动子区域中，该蛋白特异于材料形成。此外，我们对将dsRNA引入大约20种类型的syrupidae基因的培养细胞中进行了实验，这些基因在木材的形成中特别表达，并发现通过引入多个基因的DSRNA来抑制木材形成的进步。对编码膜定位蛋白（称为Zeted6和Zeted7）的基因的功能进行了深入分析，并揭示了当两者同时表达时促进了分化。我们还分析了所接受的拟南芥同源物6和已达到7，并表明这些基因的功能抑制导致导管形成异常，并且所学的细胞内结构域的过表达可能会促进木质部纤维细胞的发展。