イネの葉原基分化を制御する遺伝的機構に関する研究

• Project/Area Number: 17780003
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊藤 純一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 助手 (30345186)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2005: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 茎頂分裂組織 / 葉序 / DECUSSATE(DEC) / SHOOT ORGANIZATION(SHO) / SHOOTLESS(SHL) / マイクロRNA / 形態形成 / 葉 / microRNA

Research Abstract

本年度は、茎頂分裂組織の維持と葉序の決定に重要であるDEC遺伝子の遺伝子単離を目的とし解析を行った。10個程度の候補遺伝子の塩基配列を決定したところ、一つの遺伝子に終止コドンを生じる変異を発見した。また、γ線照射によって得られたdecと同じ表現型を示す変異体は、この遺伝子を含む大きなゲノム領域を欠失したアリルであることが明らかとなった。この遺伝子はこれまでに報告のない新規なタンパクをコードしており、機能を推察できるモチーフは存在しなかった。現在、この遺伝子がDEC遺伝子であるかを確認するため、この遺伝子を含むゲノム断片をdec変異体に導入し、表現型が戻るかどうかを確認している。また、この遺伝子の空間的発現をin situ hybridizationにより解析を行ったが、組織特異性は認められなかった。これらのことから、イネの茎頂分裂組織の維持と葉序の決定には、これまで明らかにされていない新しい因子が関与している可能性が高いと考えられる。
葉の初期発生に重要な機能を持っSHOOT ORGANIZATION/SHOOTLESS (SHL/SHO)遺伝子群の解析においては、SHL/SHO遺伝子の下流で働くと考えられる転写制御因子について詳細な解析を行った。HD-ZIP III遺伝子はマイクロRNAによって制御され、葉の向背軸や分裂組織の形成に重要であると考えられているが、イネにおいてはSHL/SHO遺伝子の下流で働き、葉の形態形成に関わっていると考えられた。そこで、イネにおけるHD-ZIP III遺伝子やマイクロRNAの発現解析、形質転換体やsho/shl変異体を用いた解析から、イネの葉の形態形成におけるこれらの遺伝子の役割を考察した。
昨年度得られた葉の形態形成に関わる変異体においては、表現型解析から葉の向背軸の極性に異常が認められ、またこの変異体の原因遺伝子の座上位置を決定した。

Research Products

• [Journal Article] A large-scale collection of phenotypic data describing an insertional mutant population to facilitate functional analysis of rice genes. (2007)
  • Author(s): Miyao, A, Iwasaki, Y, Kitano, H, Itoh, JI, Maekawa, M, Murata K, Yatou, O, Nagato, Y, Hirochika, H
  • Journal Title: Plant Molecular Biology 63 Pages: 625-635
• [Journal Article] RNAiの機構を介したイネシュート形態形成とそれに関わる遺伝子群の解析 (2007)
  • Author(s): 伊藤純一, 桧原健一郎, 佐藤豊, 長戸康郎
  • Journal Title: 育種学研究 9・別1 Pages: 141-141
• [Journal Article] Formation, maintenance and function of the shoot apical meristem in rice. (2006)
  • Author(s): Itoh J, Sato, Y, Nagato, Y, Matsuoka, M.
  • Journal Title: Plant Molecular Biology 60 Pages: 827-842
• [Journal Article] PLASTOCHRON2 regulates leaf initiation and maturation in rice. (2006)
  • Author(s): Kawakatsu, T., Itoh J.-I., Miyoshi, K., Kurata, N., Alvarez, N., Veit, B., Nagato, Y
  • Journal Title: Plant Cell 18 Pages: 612-625
• [Journal Article] イネのシュート形成に関与する遺伝子の発現パターン (2005)
  • Author(s): 伊藤純一, 林克信, 芦苅基行, 松岡信, 長戸康郎, 佐藤豊
  • Journal Title: 育種学研究 7・別1,2 Pages: 181-181