由日本理化學研究所環境資源科學研究中心技術基礎部門質量分析與顯微鏡分析單元高級技師豐岡公德、二級技術員後藤友美、單元負責人平井優美等人組成的研究團隊，運用最先進的電子顯微鏡技術，發現在擬南芥的側根冠處，從內質網（ER）分化並膨脹的ER body（胞器）將硫代葡萄糖苷的水解酶(β-葡萄糖苷酶)直接從內質網運送到了液泡，而不經過高爾基體。
圖1 擬南芥根端ER body（胞器）的形態與分佈（供圖：理化學研究所）
A 利用高解析度廣域電子顯微鏡攝影技術，發現在擬南芥根端存在大量ER body。
B 利用連續截面掃描電子顯微鏡分析法重建的ER body三維影像。具有如同香腸般的結構。
C 根端的縱切面（左）和横向截面（右）的高解析度廣域電子顯微鏡影像。對ER body樣結構用綠點標記，研究其分佈情況，發現僅在側根冠組織中大量存在。在側根冠組織的中層細胞中，發現ER body與液泡高頻接觸（粉色點）。
此前的研究表明，在擬南芥葉片中，當液泡因害蟲等終極因數被破壞時，ER body内的β-葡萄糖苷酶和液泡内的硫代葡萄糖苷就會混合，釋放出避免病害蟲的物質，但其根端的生理機制一直沒有明確。
研究團隊首先使用十字花科擬南芥的芽，拍攝了用高壓凍結技術製備的根端整體高解析度廣域電子顯微鏡影像，發現在被稱爲側根冠的區域存在很多2-4μm的ER body。爲了研究ER body的形態和功能，利用連續截面掃描電子顯微鏡分析法（連續截面SEM法）進行了三維分析，發現ER body具有類似於細長香腸的結構。研究團隊還對根端整體横向截面及縱切面高解析度廣域電子顯微鏡影像中的ER body進行標記，發現ER body僅存在於側根冠上，且與液泡高頻接觸。
此外，PYK10（一種β-葡萄糖苷酶）是ER body所含的主要酶，具有內質網滯留訊號。研究團隊使用葉片中以紅色螢光蛋白標記了PYK10的表徵轉換擬南芥，結合高壓凍結技術和光-電聯用顯微鏡法（CLEM法）對其根端進行了分析。結果表明，PYK10的紅色螢光蛋白存在於側根冠內層和中層細胞的ER body中；從側根冠中層到最外層細胞，ER body和液泡高頻接觸，並向液泡内突出。由於PYK10不位於高爾基體或其它胞器中，因此可知側根冠的ER body不經由高爾基體，直接將PYK10從內質網運送到液泡。
豐岡高級技師表示：「爲了用電子顯微鏡捕捉含有螢光標記酶的ER body，我們在維持螢光蛋白的螢光的同時，用高時間解析度進行CLEM攝影，這花費了不少功夫。今後，我們將透過ER body與液泡的融合，詳細研究液泡破裂的機制，同時闡明根的形態形成、根圈與土壤微生物的關係等問題。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Plant & Cell Physiology
論文：Endoplasmic Reticulum Bodies in the Lateral Root Cap are Involved in the Direct Transport of Beta-Glucosidase to Vacuoles
DOI：10.1093/pcp/pcac177
