環境変動下における生存戦略としての栄養繁殖機構の解析

• 研究領域: 大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
• 研究課題/領域番号: 25119711
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 石崎 公庸 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00452293)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 植物メリステム / 分化全能性 / 発生制御 / 転写制御 / 低分子量Gタンパク質 / 植物 / 栄養繁殖 / クローン / 遺伝子 / 発生・分化 / 進化

研究実績の概要

栄養繁殖は、交配を介さず葉や茎などの栄養器官からクローン個体を直接増殖させる繁殖様式である。本研究では、植物における栄養繁殖器官の発生メカニズムの解明を目的とし、陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケの栄養繁殖をモデルに解析している。
本年度、以下の成果が得られた。①ゼニゴケの栄養繁殖器官（杯状体および無性芽を含む組織）で特異的に発現上昇が見られるR2R3－MYB型転写因子をコードするGCAM1およびGCAM2を見出した。②相同組換えに基づくジーンターゲティング法により作出した機能欠失変異体の解析などから、GCAM1およびGCAM2が、それぞれゼニゴケの栄養繁殖器官の発生制御に必須の役割を持つことを明らかにした。興味深いことにGCAM1とGCAM2の相同遺伝子は、それぞれ陸上植物に広く保存され、被子植物では茎と葉の間に形成される芽（腋芽）の形成に重要であることが複数の植物種で示されている。GCAM1とGCAM2の解析から、植物に共通する繁殖体発生の共通制御メカニズムの解明につながる知見が得られると考えている。③杯状体内部での無性芽発生を欠損するkarappo2(kar2)変異体について、植物Rho型GTPaseの活性を制御するPRONE型GEFをコードする遺伝子KARAPPO2(KAR2)を原因遺伝子として同定した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Stomatal guard cells co-optedan ancient ABA-dependent desiccation survival system to regulate stomatal closure (2015)
  • 著者名/発表者名: Lind, C., Dreyer, I., López-Sanjurjo, E.J., von Meyer, K., Ishizaki, K., Kohchi, T., Lang, D., Zhao, Y., Kreuzer, I., Al-Rasheid, K.A.S., Ronne, H., Reski, R., Zhu, J.K., Geiger, D. and Hedrich, R.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 30 号: 7 ページ: 928-935
  • DOI: 10.1016/j.cub.2015.01.067
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arachidonic acid-dependent carbon-eight volatile synthesis from wounded liverwort (Marchantia polymorpha) (2015)
  • 著者名/発表者名: Kihara, H., Tanaka, M., Yamato, K.T., Horibara, A., Yamada, A., Kita, S., Ishizaki, K., Kajikawa, M., Fukuzawa, H., Kohchi, T., Akakabe, Y. and Matsui, K.
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 107 ページ: 42-49
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2014.08.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phytochrome-mediated regulation of cell division and growth during regeneration and sporeling development in the liverwort Marchantia polymorpha (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishihama, R., Ishizaki, K., Hosaka, M., Matsuda, Y., Kubota, A., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 128 号: 3 ページ: 407-421
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0724-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Auxin produced by the indol-3-pyruvic adid pathway regulates development and gemmae dormancy in the liverwort Marchantia polymorpha (2015)
  • 著者名/発表者名: Eklund, M.D., Ishizaki, K., Flores-Sandoval, E., Kikuchi, S., Takebayashi, Y., Tsukamoto, S., Hirakawa, Y., Nonomura, M., Kato, H., Kouno, M., Bhalerao, R.P., Lagercrantz, U., Kasahara, H., Kohchi, T. and Bowman, J.L.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phototropin encoded by a single-copy gene mediates chloroplast photorelocation movements in the liverwort Marchantia polymorpha (2014)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, A., Terai, M., Ishizaki, K., Suetsugu, N., Tsuboi, H., Nishihama, R., Yamato, K.T., Wada, M., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 166 号: 1 ページ: 411-427
  • DOI: 10.1104/pp.114.245100
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Co-option of a photoperiodic growth-phase transition system during land plant evolution. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akane Kubota, Shogo Kita, Kimitsune Ishizaki, Ryuichi Nishihama, Katsuyuki T. Yamato, Takayuki Kohchi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 : 3668 号: 1 ページ: 3668-3668
  • DOI: 10.1038/ncomms4668
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of the MpEF1α and CaMV35 promoters for application in Marchantia polymorpha overexpression studies (2014)
  • 著者名/発表者名: Althoff, F., Kopischke, S., Zobell, O., Ide, K., Ishizaki, K., Kohchi, T. and Zachgo, S.
  • 雑誌名: Transgenic Research 巻: 23 号: 2 ページ: 235-244
  • DOI: 10.1007/s11248-013-9746-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Essential role of the E3 ubiquitin ligase NOPPERABO1 in schizogenous intercellular space formation in the liverwort Marchantia polymorpha. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishizaki, K., Mizutani, M., Shimamura, M., Masuda, A., Nishihama, R. and Kohchi, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 25 ページ: 4075-4084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subfunctionalization of sigma factors during the evolution of land plants based on mutant analysis of liverwort (Marchantia polymorpha L.) MpSIG1. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ueda, M., Takami, T., Peng, L., Ishizaki, K., Kohchi, T., Shikanai, T. and Nishimura, Y.
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 5 号: 10 ページ: 1836-1848
  • DOI: 10.1093/gbe/evt137
  • NAID: 120005373074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of four nuclear-encoded plastid RNA polymerase sigma factor genes in the liverwort Marchantia polymorpha: blue-light- and multiple stress-responsive SIG5 was acquired early in the emergence of terrestrial plants. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanazawa T, Ishizaki K, Kohchi T, Hanaoka M, Tanaka K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 54 号: 10 ページ: 1736-1748
  • DOI: 10.1093/pcp/pct119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homologous recombination-mediated gene targeting in the liverwort Marchantia polymorpha L. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ishizaki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 1532-1532
  • DOI: 10.1038/srep01532
  • 査読あり
• [学会発表] Vegetative propagation: development of asexual progenies from vegetative tissue (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimitsune Ishizaki
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会 シンポジウム
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] R2R3－MYB型転写因子GCAM1は苔類ゼニゴケの杯状体形成を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 塚本成幸、菅谷友美、大和勝幸、西浜竜一、久保浩義、七條千津子、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 高見英幸、塚本成幸、増田晃秀、七條千津子、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高見英幸、塚本成幸、増田晃秀、七條千津子、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 無性芽形成異常変異体karappo2における変異原因遺伝子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 樋渡琢真、山口勝司、重信秀治、澤進一郎、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] ゼニゴケから見えてきた栄養繁殖と腋芽発生の共通制御メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 石崎公庸
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学 生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] ゼニゴケの栄養繁殖器官で発現するR2R3型MYB遺伝子の単離と機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塚本成幸、菅谷友美、大和勝幸、山口勝司、重信秀治、西浜竜一、七條千津子、久保浩義、河内孝之、深城英弘、三村徹郎、石崎公庸
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学 生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] コケ植物配偶体における器官発生の分子遺伝学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石崎公庸
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2014
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂一条ホール
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-12
  • 招待講演
• [学会発表] コケ植物における無性芽の発生と休眠 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石崎公庸
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] ゼニゴケ研究地平への投射：オーキシン信号伝達を例に (2014)
  • 著者名/発表者名: 河内孝之、加藤大貴、西浜竜一、大和勝幸、石崎公庸
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
• [学会発表] 苔類ゼニゴケにおける転写因子レパートリー (2014)
  • 著者名/発表者名: 白川一、井上佳祐、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
• [学会発表] Gemma and gemma-cup development in Marchantia polymorpha (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimitsune Ishizaki
  • 学会等名: International Marchantia Workshop 2013
  • 発表場所: Buln Buln Cabins, Victoria, Australia
• [備考] 神戸大学大学院理学研究科 石崎研究室ウェブサイト PUBLICATION
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/fsci-ishizaki/publication.html