私は好きなことをできる幸運な人の一人です。研究に生き、働き、文字通り研究に没頭しています。また、私は花粉症に悩まされていない非常に幸運な人の一人です。これは幸運なことで、アブラナの表現型解析を 1 日行っただけで、文字通り黄色い花粉の斑点に覆われます (画像 100)。私は植物学者で、研究は単一の遺伝子とタンパク質が何をするのかを見るための小さな分子変化を見ることから、何百もの系統の生理学を研究することまで多岐にわたります。おそらくもうお分かりかと思いますが、私は花粉の発達とそれに関連するすべてに興味があります。雄の生殖器官 (葯)、環境、植物ホルモン、そして種子の生産を可能にするこれらの驚くべき小さなパッケージを作成するためにすべてがどのように機能するかなどです。
私は現在、BBSRC BRAVO（アブラナ科菜種と野菜の最適化）プロジェクト ノッティンガム大学、イギリスこれは、種子、発芽、開花時期、花（そして重要な花粉）から収穫量、そして再び種子に至るまで、アブラナ科植物（菜種、カラシナ、ケールなど）の発育のあらゆる側面を調査する素晴らしいプロジェクトです。BRAVOは、 アブラナ 重要なプロセスを制御する遺伝子ネットワークと遺伝子間の関係を理解し、作物の改良を目指す種。このプロジェクトは、英国の植物科学者と産業界を結集し、作物の生産性と環境変化への適応力の強化を目指しています。私はこの素晴らしい協力的なチームの一員になれて幸運です。
では、私は日々何をしているのでしょうか。前述したように、私は数百の異なる系統の大規模な試験で生理学を調べ、自然変異を調べています。画像 100 は、現在の試験の開始を示しています。全国の畑と同じように冬の間成長し、春に開花し始めます。春になると、顕微鏡での作業が山ほどあり (画像 2)、どのような結果が見られるのか楽しみです。共焦点顕微鏡を使用すると、花粉と葯を驚くほど詳細に観察できます。花粉の生存率と花粉の発芽を調べて、どの系統が最も健康な花粉を生成し、どの系統が最も貧弱な花粉を生成するかを確認します。次に、これらの系統間の違いを比較して、どの遺伝子が関係しているかを確認します。
顕微鏡を使うと、花粉の発達のさまざまな側面をより詳細に研究することもできます。 アブラナ (NAIST) と シロイヌナズナ (モデル植物) 葯と花粉のさまざまな側面を強調できます。画像 4 は、花粉 (赤) を環境に放出するために不可欠な内皮細胞組織 (黄色) のリグニン細胞壁沈着物を示しています。染色だけでなく、レポーター蛍光タグも使用します。これは、関心のあるタンパク質にリンクされており、それらがいつどこで発現するかを正確に調べることができます。画像 5 は、葯内のタペート組織の核で発現し、花粉の発達に必要となる黄色蛍光タンパク質にリンクされた、中断された小胞子タンパク質を示しています。 New Phytologistこのようなタグを使用すると、タンパク質がどこにあり、何をしているのかについて理解が深まります。さらに理解を深めるために、対象のタンパク質が機能しなくなった突然変異植物も使用して、植物にどのような影響があるかを調べます。画像 6 と 7 では、染色剤を使用して花粉壁、特に外皮でできた壁の部分をハイライト表示しています。花粉の外皮のパターンが野生型 (画像 6) と突然変異体 (画像 7) で異なることがわかります。突然変異体では、規則的なパターンが壊れ、場所によって不完全になっています。
私の研究では、欠損したタンパク質（突然変異体）によって引き起こされる差異（表現型）を調べることができます。タンパク質は通常、上記の外膜染色などで発現します。しかし、タンパク質が発達のどの段階で発現するかを正確に知ることも重要です。これを行うには、成熟した花粉を生成するために減数分裂、有糸分裂 I、有糸分裂 II を経ている花粉の核に染色剤を使用してラベルを付けます。染色により、正確な発達段階を判断できます。画像 8、9、10、11 は、左側に青く染色された核、右側に明るい画像を示しています。核の数と位置、花粉のサイズ、形状、花粉壁を見ると、どの段階にあるかがわかります。
植物科学科には、光シート顕微鏡とマイクロX線CTスキャナがあるという幸運もあります。これらは3D画像を生成するので、サンプルのサイズや形、花粉が葯の中でどのように位置しているかをより深く理解することができます（それぞれ画像12と13）。X線CTスキャナには、葯を解剖せずに内部を見ることができるという利点もあります。大麦の場合、茎の中で成長している花を見ることができます（詳細については、XNUMX年XNUMX月号に掲載された私の研究をご覧ください）。 植物の方法)
顕微鏡というツールを使うと、葯や花粉、花粉の発達に役割を果たすタンパク質に関する豊富な情報を発見できます。それらは、花粉の秘密や、食物生産における花粉の重要性を明らかにするのに役立ちます。
