in vitro重複受精と顕微細胞操作による高等植物の受精・初期胚形成機構の解析

利用体外双受精和微细胞操作分析高等植物的受精和早期胚胎发生机制

基本信息

批准号：
13017204
负责人：
東山哲也
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.花粉管誘導機構の解析胚嚢が裸出するトレニア(Torenia fournieri)における体外受精系の確立は、胚嚢が拡散性の花粉管誘引シグナルを放出することを初めて実験的に示した。シグナルを発生する細胞に着目し、さらに解析を進めた。無傷の胚嚢に対してほぼ100%花粉管が誘引されるように受精系を改良したのち、狙った細胞だけをUVレーザーで確実に破壊できる条件を見出した。その結果、卵細胞のわきにある2つの助細胞を2つとも破壊すると花粉管誘引が止まり、逆に助細胞1つを胚嚢内に残して他の全ての細胞を破壊しても誘引が見られることがわかった。これにより、少なくとも1つの助細胞が花粉管の誘引には必須であり、また、助細胞は単独でも自律的に誘引シグナルを発生できることが解明された。受精を行う卵細胞と中央細胞は、誘引シグナルの発生に直接的には必要でなかった。また受精が起こると、助細胞が1つ残っているにも関わらず、誘引が積極的に停止することも明らかになった。助細胞から発せられる花粉管誘引シグナルは、長くても100〜200μm程度の短距離で働くもので、花粉管ガイダンスの最終段において胚嚢のターゲティングを担うシグナルと考えられた。誘引活性に見られる有効誘引距離や種特異性から、花粉管誘引シグナルは従来提唱されてきたCa^<2+>イオンとは異なり、助細胞で生合成される物質であると考えられた。2.受精および初期発生機構の解析高感度ICCDカメラシステムを導入し、花粉管内部における精細胞および花粉管核、さらにその内部における染色体や核小体の挙動までも100倍対物レンズで連続的に撮影できるようになった。受精の瞬間の様子についてさらに解析を進めている。また受精後、胚嚢はin vitroで正常に発生を開始した。胚嚢細胞を単離し、回収する技術も確立されたので、各胚嚢内細胞のcDNAライブラリーの構築を開始した。

1.花粉管引导机制分析建立了蓝猪耳胚囊暴露的体外受精系统，首次通过实验证明胚囊释放弥散的花粉管吸引信号。我们专注于产生信号的细胞并进行进一步分析。在改进受精系统使几乎 100% 的花粉管被完整的胚囊吸引后，他们发现了可以让紫外激光可靠地仅破坏目标细胞的条件。结果，当卵细胞旁边的两种增效剂被破坏时，花粉管吸引力就会停止，相反，即使一种增效剂留在胚囊中并且所有其他细胞都被破坏，花粉管吸引力仍然可以观察到。这表明至少一个增效细胞对于吸引花粉管至关重要，并且增效细胞即使在单独存在时也可以自主产生吸引信号。受精卵细胞和中央细胞并不是产生吸引信号所直接需要的。他们还发现，一旦受精发生，即使只剩下一个增效细胞，吸引力也会主动停止。协同细胞发出的花粉管吸引信号最多作用于约100至200μm的短距离，被认为是花粉管引导最后阶段负责靶向胚囊的信号。基于在吸引活性中看到的有效吸引距离和物种特异性，花粉管吸引信号被认为是在增效剂细胞中生物合成的物质，与之前提出的Ca 2+ 离子不同。 2.受精和早期发育机制分析引入高灵敏度ICCD摄像系统，使用100倍物镜连续观察精子细胞和花粉管内花粉管细胞核以及内部染色体和核仁的行为。现在您可以拍照了。对受精时刻的进一步分析正在进行中。受精后，胚囊在体外开始正常发育。现在我们已经建立了分离和收集胚囊细胞的技术，我们开始为每个胚囊细胞构建 cDNA 文库。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Higashiyama T, Yabe S, Sasaki N, Nishimura Y, Miyagishima S, Kuroiwa H, Kuroiwa T.: "Pollen tube attraction by the synergid cell"Science. 293. 1480-1483 (2001)

Higashiyama T、Yabe S、Sasaki N、Nishimura Y、Miyagishima S、Kuroiwa H、Kuroiwa T.：“助细胞对花粉管的吸引力”科学。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

東山哲也, 黒岩晴子: "受精"植物オルガネラの分化と多様性(仮題) 秀潤社植物細胞工学シリーズ. (印刷中). (2002)

Tetsuya Higashiyama，Haruko Kuroiwa：“受精”植物细胞器的分化和多样性（暂定名称）Shujunsha植物细胞工程系列（2002年）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Higashiyama T: "The synergid cell : attractor and acceptor of the pollen tube for double fertilization"Journal of Plant Research. (印刷中). (2002)

Higashiyama T：“助细胞：双受精花粉管的吸引子和受体”植物研究杂志（2002 年出版）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

東山哲也: "植物の受精の仕組みを解明"遺伝. (印刷中). (2002)

Tetsuya Higashiyama：“阐明植物受精机制”（出版中）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Plastid Division Is Driven by a Complex Mechanism That Involves Differential Transition of the Bacterial and Eukaryotic Division Rings Article, publication date, and citation information can be found at www.aspb.org/cgi/doi/10.1105/tpc.010185.

质体分裂是由涉及细菌和真核分裂环差异转变的复杂机制驱动的。文章、出版日期和引用信息可在 www.aspb.org/cgi/doi/10.1105/tpc.010185 上找到。

DOI：
10.1105/tpc.010185
发表时间：
2001-10-01
期刊：
The Plant Cell Online
影响因子：
0
作者：
S. Miyagishima;M. Takahara;Toshiyuki Mori;H. Kuroiwa;T. Higashiyama;T. Kuroiwa
通讯作者：
T. Kuroiwa