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生物学

2025.04.08

植物の種子形成に不可欠な「へその緒」新組織を発見 ~種子形成科学の新領域、また新規の種子肥大育種法を開拓~

黑料网生物機能開発利用研究センターの笠原 竜四郎 特任准教授、野田口 理孝 特任教授、黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM※)の研究グループは、植物の种子形成に不可欠な「へその绪」新组织(笠原ゲートウェイ)を新たに発见しました
研究者らは、植物の胚珠(受精して种子になる部分)にある新组织を発见しました。植物の新组织の発见は実に160年ぶりとなります。この组织は受精前にカロース注2)という糊のような细胞膜上の物质を蓄积させて胚珠と、珠柄(胚珠と雌しべの中心をつなぐ柄)の间の物质输送を塞いでいます。しかし一旦受精すると、胚珠は受精を感知し础迟叠骋冲辫辫补辫タンパク质を用いてカロースを溶かし、物质の流通を可能にし、母体侧の栄养を胚珠侧に运んで种子を肥大させますが(开门状态)、もし受精に失败すると胚珠が受精を感知しないため、カロースが溶かされることなくさらに蓄积し、栄养が胚珠に流入しないため(闭门状态)、种子の壊死が起こることも分かりました。さらに、础迟叠骋冲辫辫补辫を过剰発现した胚珠は常に开门状态であり、野生型よりも多くの栄养を受け入れることができるため、この方法によってシロイヌナズナとイネの种子を肥大させることができることも分かりました。本研究は新组织の発见を基轴として今后の植物种子形成科学への基础研究の発展だけでなく、种子肥大育种に大きく贡献していくことが约束されています。
本研究成果は、2025年4月8日午前3时(日本时间)付米国科学誌『Current Biology 』电子版に掲载されます。

 

【ポイント】

?植物の新组织「笠原ゲートウェイ」による全く新しい种子栄养供给システムの発见。
?その「门」は受精すると开いて栄养を受け入れ、受精に失败すると闭じて栄养を阻む。
?础迟叠骋冲辫辫补辫タンパク质を胚珠注1)に用いることで种子肥大育种法を新たに开発。

 

◆详细(プレスリリース本文)はこちら

 

【用语説明】

注1)胚珠: 
被子植物の雌しべ内部にある受精して种子になる部分。シロイヌナズナの场合、雌しべの中には50?60个、イネの场合1个の胚珠がある。
注2)カロース:
さまざまな植物の発生?生育过程において、细胞壁と细胞膜の间に一时的に沉着し、重要な生理机能を担う。

 

【论文情报】

雑誌名:Current Biology
論文タイトル:Fertilization-dependent phloem end gate regulates seed size
著者:Xiaoyan Liu, Kohdai P. Nakajima, Prakash Babu Adhikari, Xiaoyan Wu, Shaowei Zhu, Kentaro Okada, Tomoko Kagenishi, Ken-ichi Kurotani, Takashi Ishida, Masayoshi Nakamura, Yoshikatsu Sato, Yaichi Kawakatsu, Liyang Xie, Chen Huang, Jiale He, Ken Yokawa, Shinichiro Sawa, Tetsuya Higashiyama, Kent J. Bradford, Michitaka Notaguchi, Ryushiro D. Kasahara. (赤字は名大生物机能开発利用研究センター、青字は名大滨罢产惭)     
顿翱滨:10.1016/j.cub.2025.03.033

鲍搁尝:

 

※【奥笔滨-滨罢产惭について】()
黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所(滨罢产惭)は、2012年に文部科学省の世界トップレベル研究拠点プログラム(奥笔滨)の1つとして採択されました。
滨罢产惭では、精緻にデザインされた机能をもつ分子(化合物)を用いて、これまで明らかにされていなかった生命机能の解明を目指すと共に、化学者と生物学者が隣り合わせになって融合研究を行うミックス?ラボ、ミックス?オフィスで化学と生物学の融合领域研究を展开しています。「ミックス」をキーワードに、人々の思考、生活、行动を剧的に変えるトランスフォーマティブ分子の発见と开発を行い、社会が直面する环境问题、食料问题、医疗技术の発展といったさまざまな课题に取り组んでいます。これまで10年间の取り组みが高く评価され、世界トップレベルの极めて高い研究水準と优れた研究环境にある研究拠点「奥笔滨アカデミー」のメンバーに认定されました。

 

【研究代表者】