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Mechanism of reproductive induction and sex differentiation in land plants

Research Project

Project/Area Number 17H01437
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

河内 孝之  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2018-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥43,030,000 (Direct Cost: ¥33,100,000、Indirect Cost: ¥9,930,000)
Fiscal Year 2017: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Keywords有性生殖 / 基部陸上植物 / 性分化 / 苔類ゼニゴケ / 配偶体分化 / 植物 / 成長生理 / 発生調節
Outline of Annual Research Achievements

ゼニゴケは陸上植物進化の基部に位置する苔類の1種であり、モデル生物としての基盤づくりが進められてきた。今年度には、ゼニゴケを用いた分子遺伝学的研究の基盤となるゲノム解析に関わる論文公表とデータベース公開を行った。
ゼニゴケは核相が単相の配偶体世代が大半を占め、有性生殖に関する研究、特に配偶体世代における配偶子形成に関する未解明の問題を解析するために優れた材料である。ゼニゴケの配偶体世代で生殖系列の細胞を決定するために必要十分な転写制御因子BONOBOを同定した。シロイヌナズナを用いて、この因子の相同遺伝子が被子植物では雄性配偶体すなわち花粉における雄原細胞の運命決定に関与する進化的に保存された働きをもつことを示した。本年度は、上記の成果から転写因子BONOBOが陸上植物に共通した配偶体分化に関する機能をもつことを論文として公表した。
ゼニゴケにおける一過的BONOBO発現系の実験からBONOBO転写因子の下流には、性分化に重要な働きをもつMYB転写因子が存在すること明らかにした。また、その遺伝子座では、そのアンチセンスロングノンコーディングRNAをコードするSUF遺伝子が存在することを見出した。今年度はこれらの変異体における雌雄の生殖関連遺伝子の発現を解析し、これらの変異体が形態的に性転換するだけでなく、配偶子形成に関わる遺伝子の発現も変化していることを明らかにした。また、MYB転写因子とSUFの二重変異体を作成したところ、SUF変異の効果は抑圧されることがわかり、SUFはこのMYB転写因子の発現を抑制する機能をもつこと、すなわちMYB遺伝子が遺伝的に上位にあることがわかった。以上のように、変異体の性分化に関する発生学的な表現型と性特異的な遺伝子発現の解析の結果、この制御モジュールが配偶体における雌雄の性分化に重要な役割を与えることを明らかにした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Generative Cell Specification Requires Transcription Factors Evolutionarily Conserved in Land Plants2018

    • Author(s)
      Yamaoka, S., Nishihama, R., Yoshitake, Y., Ishida, S., Inoue, K., Saito, M., Okahashi, K., Bao, H., Nishida, H., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Ishizaki, K., Yamato, K.T., and Kohchi, T.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 28 Issue: 3 Pages: 479-486

    • DOI

      10.1016/j.cub.2017.12.053

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Insights into Land Plant Evolution Garnered from the Marchantia polymorpha Genome.2017

    • Author(s)
      Bowman J, Kouchi T,..(106名)..Yokoyama R, ..(4名)
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 171 Issue: 2 Pages: 287-304

    • DOI

      10.1016/j.cell.2017.09.030

    • NAID

      120006353839

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ノンコーディングRNAを介したゼニゴケの性分化調節2017

    • Author(s)
      岡橋啓太郎、久永哲也、山岡尚平、西浜竜一、中島敬二、河内孝之
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学野田キャンパス
    • Year and Date
      2017-09-08
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] MpFGMYBはゼニゴケの雌性分化を制御する2017

    • Author(s)
      久永哲也、岡橋啓太郎、山岡尚平、西浜竜一、郷達明、河内孝之、中島敬二
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学野田キャンパス
    • Year and Date
      2017-09-08
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 陸上植物の祖先の特徴をもつ苔類ゼニゴケの全ゲノム構造を解明

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/171006_2.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 植物の生殖細胞をつくる鍵因子を発見

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/180126_1.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2018-12-17  

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