樹木培養細胞からの管状要素誘導系を用いた二次木部形成機構に関する研究

利用培养树细胞管状元件诱导系统研究次生木质部形成机制

• 批准号: 12J02976
• 负责人: 山岸 祐介
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02976/
• 关键词: 二次木部; ポプラ; 管状要素; ブラシノライド; in vitro; 培養細胞; 微小管; 二次壁

本研究の目的は二次木部細胞壁形成における細胞骨格のはたらきの解明であり、本年度はin vitroで二次木部の管状要素の特徴をもつ細胞へと分化させる新たなモデル実験系の開発を前年度に引き続き行った。これまでの採用者の研究では、交雑ポプラ(Populus sieboldii × P. grandidentata)培養細胞を低濃度のブラシノライド添加培地へと移植することで、誘導開始から12日目より管状要素様の細胞が観察され始めることがこれまで明らかにされていたが、管状要素に分化する細胞の割合は従来の誘導系と比較して高くはなく、解析の効率を高めるために更なる誘導率の向上が望まれた。そこで、前年度までの誘導条件に細胞の乾燥処理を組み合わせることで管状要素様細胞の誘導率の向上を図った。乾燥処理はクリーンベンチ内においてプラスチックシャーレ上に継代培養時期のカルスを移した後、それぞれ0,30,90,120,180,480分ずつ気乾することで行った。乾燥処理期間の温度は20±1℃、湿度は25±3%であった。乾燥処理後、カルスを継代培地と同組成の培地、植物成長調節物質を除いた培地、およびブラシノライドを1μM添加した培地の培地に移した。乾燥処理期間が長くなるにつれ細胞の色調は黄白色から白色に変化し、乾燥処理を180分以上行った条件では顕著なカルスの収縮が認められた。実験開始の時点では、すべての条件で培養細胞中に管状要素は観察されなかった。実験開始28日経過時点での観察では一部の条件で管状要素が観察された。誘導培地にブラシノライドを1μM添加した培地を用いた条件でのみ、乾燥処理によって有為に管状要素面積率の向上が認められた。最も高い管状要素面積率の値を示したのは乾燥処理を90分間行った後ブラシノライドを1μM添加した培地で行う条件であり(27.2±10.7%)、他の条件に対して有為に誘導率が高かった。以上の事から、乾燥処理によって更なる分化率の向上が行えることが明らかになった。

这项研究的目的是阐明细胞骨架在次生木质部细胞壁形成中的功能，今年我们将开发一种新的模型实验系统，在体外分化为具有次生木质部管状元件特征的细胞。是前一年的延续。迄今为止采用者的研究中，通过移植杂交杨（Populus sieboldii）的培养细胞，与传统的诱导系统相比，分化为管状元件的细胞百分比并不高，并且需要进一步提高诱导率以增加得到了分析效率。因此，我们尝试将前一年使用的诱导条件与细胞干燥相结合来提高管状元件样细胞的诱导率。干燥过程是将继代培养阶段的愈伤组织转移到超净工作台中的塑料培养皿上，然后将愈伤组织分别风干0、30、90、120、180和480分钟。干燥过程的温度为20±1℃，湿度为25±3%。干燥后，将愈伤组织转移至与继代培养基成分相同的培养基、不含植物生长调节剂的培养基和补充有1μM油菜素内酯的培养基中。随着干燥时间的延长，细胞的色调由黄白色变为白色，当干燥超过180分钟时，观察到愈伤组织明显收缩。实验开始时，在所有条件下培养的细胞中均未观察到管状元件。实验开始28天后观察时，在某些条件下观察到管状元件。仅在诱导培养基中添加 1 μM 芸苔素内酯的条件下进行干燥处理，观察到管状元件面积比的显着改善。管状元件面积率最高的条件是干燥90分钟后添加1μM油菜素内酯的培养基的条件(27.2±10.7%)，其诱导率显着高于其他条件。 。由上可知，通过干燥处理可以进一步提高分化率。

项目成果

Cellular biology of secondary xylem differentiation in trees- the role of cytoskeleton in the pattern formation of cell wall -

树木次生木质部分化的细胞生物学-细胞骨架在细胞壁模式形成中的作用-

• 发表时间: 2013
• 作者: Yusuke YAMAGISHI; Hiromu UCHIYAMA; Joto YOSHIMOTO; Shahanara BEGUM; Widyanto Dwi NUGROHO; Ugai WATANABE; Satoshi NAKABA;Ryo FUNADA
• 通讯作者: Ryo FUNADA

樹木培養細胞からの新規管状要素分化誘導系を用いた細胞骨格の動的解析

使用新型管状元件分化诱导系统对培养树细胞的细胞骨架进行动态分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 山岸祐介

Dynamic behavior of microtubules in differentiating secondary xylem like tracheary elements in vitro

微管在体外分化次生木质部样气管分子的动态行为

• 发表时间: 2013
• 作者: Yamagishi Y; Uchiyama Y; Yoshimoto J; Nakaba S; Watanabe U; Funada R.
• 通讯作者: Funada R.

交雑ポプラ培養細胞から誘導された管状要素の有縁壁孔形成過程における表層微小管の経時観察

培养杂交杨细胞管状元件边缘孔形成过程中表面微管的延时观察

• 发表时间: 2013
• 作者: 山岸祐介;吉本靖東;佐藤武尚;半 智史;早乙女順一;久保隆文;船田 良
• 通讯作者: 船田 良

In vitro induction of secondary xylem-like tracheary elements in calli of hybrid poplar (Populus sieboldii × P. grandidentata)

杂交杨愈伤组织中次生木质部样气管元件的体外诱导（西氏杨×大齿杨）

• DOI: 10.1007/s00425-013-1839-7
• 发表时间: 2013
• 影响因子: 4.3
• 作者: Yamagishi; Y.; Yoshimoto; J.; Uchiyama; H.; Nabeshima; E.; Nakaba; S.; Watanabe; U.; Funada; R.
• 通讯作者: R.