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　第261回 遺伝子機能解析部門セミナー（11/10）
「Why pollen surface vary greatly among species?
Could Arabidopsis-exine mutants answer this question? 」
 
第261回 遺伝子機能解析部門セミナー
（第385回 細胞工学研究会講演会）

日時：令和4年11月10日（木）15:00-16:00
場所：【会場変更】島根大学生物資源科学部3号館2階201教室

演題：Why pollen surface vary greatly among species?Could Arabidopsis-exine mutants answer this question?
　　　花粉表層の構造はなぜ植物種で異なっているのか?シロイヌナズナ 花粉表層(エキシン)変異体の研究はこの疑問に答えるか?
講師：Mostafa Aboulela 氏 (Assiut 大学植物学科、島根大学総合科学研究支援センター)

Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｐｏｌｌｅｎ　ｇｒａｉｎｓ　ｉｓ　ａｎ　ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　ｓｔｅｐ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｕｃｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｘｕａｌ　ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｐｌａｎｔｓ．　Ｅｘｉｎｅ，　ｔｈｅ　ｏｕｔｅｒ　ｐｏｌｌｅｎ　ｗａｌｌ，　ｅｘｈｉｂｉｔｓ　ｔａｘｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．　Ｉｎ　ｆａｃｔ，　ｔｈｅ　ｅｘｉｎｅ　ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｄｅｆｉｎｉｔｅ　ｎｕｍｂｅｒ，　ｓｉｚｅ，　ａｎｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ）　ａｒｅ　ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ａｎｄ　ｓｔｒｉｃｔｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．　Ｅｘｉｎｅ　ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｇｏｏｄ　ｐｌａｔｆｏｒｍｓ　ｆｏｒ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｈｏｗ　ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｖｅｒｙ　ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ　ｔｏ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｌｌｅｎ　ｓｕｒｆａｃｅ．　Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｈｏｗ　ｔｈｅ　ｅｘｉｎｅ−ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ｄｅｆｉｎｅｓ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｏ　ｂｅ　ｆｒｅｅ　ｏｆ　ｅｘｉｎｅ　ｔｏ　ｆｏｒｍ　ａｐｅｒｔｕｒｅｓ　ｉｓ　ｎｅｅｄｅｄ．　Ｔｉｌｌ　ｎｏｗ，　ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｅｘｉｎｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｍｏｎｇ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ａｒｅ　ｎｏｔ　ｗｅｌｌ　ｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ．　Ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ，　Ｉ　ｈａｖｅ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ａ　ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｏｆ　ｍｕｔａｔｉｏｎｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｐｏｌｌｅｎ　ａｎｄ　ａｎｔｈｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｓｙｓｔｅｍ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ．　Ａｂｏｕｔ　１０，０００　ＥＭＳ−ｍｕｔａｇｅｎｉｚｅｄ　Ｍ２　Ａ．　ｔｈａｌｉａｎａ　ｐｌａｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｓｃｒｅｅｎｅｄ　ａｎｄ　ａ　ｔｏｔａｌ　ｏｆ　１０１　ｍｕｔａｎｔ　ｐｌａｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ．　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｇｅｎｅｓ　ｗｉｌｌ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｆｏｒ　ｐｌａｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ　ｔｏ　ｄｉｓｓｅｃｔ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｅｘｉｎｅ　ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．　Ｓｅｖｅｒａｌ　ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ　ｕｎｋｎｏｗｎ　ｐｌａｙｅｒｓ　（ｎｏｖｅｌ　ｇｅｎｅｓ）　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｅｘｉｎｅ　ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｇｅｎｅｓ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｒｅｖｅａｌｅｄ．
花粉粒の形成は顕花植物における有性生殖の成功にとって必須のステップである。花粉外壁であるエキシンは分類群に特異的な構造を示す。実際、エキシンのパターン形成と発芽孔構造形成（花粉管が出る部位である花粉孔の数、大きさ、位置）は遺伝的に決まっていて厳密に制御されている。エキシンパターン形成と発芽孔形成は、花粉表面に正確に細胞外構造を築く仕組みを理解するよい研究対象である。また、花粉表層においてエキシン形成が行われない領域（花粉孔を形成するための領域）ができる仕組を解明することも重要である。現在までにエキシン発達と発芽孔形成を制御する分子メカニズム、そして植物種におけるそれらメカニズムの多様性についてはまだよく知られていない。以前（前回の来日時）、私はモデル植物シロイヌナズナを使用して花粉と葯の発達に関する変異体の大規模スクリーニングを行った。約10,000のEMS変異処理シロイヌナズナM2（変異処理2世代目）のスクリーニングが行われ、101の変異体が見出された。これらの変異遺伝子の解析が、エキシン形成と発芽孔形成という複雑なプロセス解明につながると期待される。エキシンパターン形成と発芽孔形成に関わる新奇遺伝子が発見され、それらの分子機能が解明されると期待される。

（2022.10.31）
 

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