花成誘導における植物のリアルタイム解析-無機元素動態から見た植物の生理活動

实时分析植物成花过程——从无机元素动态看植物生理活动

• 批准号: 04J11053
• 负责人: 小林 奈通子
• 金额: $ 0.64万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J11053/
• 关键词: 花成誘導; マグネシウム; カルシウム; アサガオ

マグネシウムの分布について蛍光染色試薬Mag-fluo-4,AMとFluo-3,AMの染色差異として捉えた結果、マグネシウムは茎頂の中央に存在する数個の細胞に高濃度に集積し、さらに、周辺分裂組織にあたる部位にも比較的多く存在している可能性が示された。また、花成刺激物質が茎頂に到達する時間帯には中央付近での集積傾向が失われていた。これに対して光中断を施した場合には集積が見られたことから、マグネシウムの茎頂中央での集積と、茎頂における成長段階の移行(栄養成長から生殖成長へ)の関連性が示唆された(論文投稿中)。上記のようなマグネシウムの集積が成長段階の移行において具体的にどのような役割を果たすのかについて検討を行う実験を行った。まず、Shoot Apical Meristemのマーカーとなる遺伝子を単離し、上記の中央細胞がSAMである確認を試みた。同時に、本研究では成長相特異的に茎頂で発現する遺伝子とマグネシウム集積の関連性に着目し、茎頂内の各組織で特異的に発現し、シロイヌナズナなどで機能解析が進行している5つの遺伝子をオーソログとして単離した。現在、それらの遺伝子のmRNAの安定性とマグネシウム濃度の関係についてin vivoおよびin vitroの実験系を構築し、検証している。植物体内での無機元素移行のリアルタイム解析についても、本研究代表者所属の研究室で現在開発中のイメージングシステムを用いて、特にカルシウムについて実験を重ね、成長段階の移行と無機元素動態のクロスポイントの探索を引き続き行っていく予定である。

通过荧光染色试剂 Mag-fluo-4,AM 和 Fluo-3,AM 之间的染色差异了解镁的分布，结果发现镁高度集中在茎尖中心的几个细胞中，并且表明它可能以相对大量存在于对应于外围分生组织的区域中。此外，在开花刺激剂到达茎尖的时间段内，在中心附近积累的趋势消失了。相反，当光照中断时观察到镁的积累，这表明茎尖中心的镁积累与茎尖生长阶段的转变（从营养生长到生殖生长）之间存在关系（目前正在提交的论文）。我们进行了一项实验来研究上述镁积累在生长阶段过渡中所发挥的具体作用。首先，我们分离了一个作为芽顶端分生组织标记的基因，并试图证实上述中央细胞是SAM。同时，本研究重点关注在茎尖以生长阶段特异性方式表达的基因与镁积累的关系，并已证明在茎尖内的各个组织中特异性表达，并进行功能分析目前正在拟南芥和其他植物中分离出两个基因作为直系同源物。目前，我们正在构建并验证这些基因的mRNA稳定性与体内和体外实验系统中镁浓度的关系。关于植物内无机元素转变的实时分析，我们使用首席研究员实验室目前正在开发的成像系统进行了反复实验，特别是钙方面的实验，并确定了生长阶段转变和无机元素之间的交叉点。我们计划继续寻找这个。