Exploration of ancestral roles life-cycle regulator genes in land plants using a model liverwort

• Project/Area Number: 23370022
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: ARAKI Takashi 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (00273433)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2013: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2011: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 苔類植物 / ゼニゴケ / 基部陸上植物 / 生活環制御 / 発生 / 生殖成長 / 環境応答 / トランスクリプトーム / 比較機能ゲノム / 器官分化 / 配偶体 / 生殖器官 / 胞子体

Research Abstract

Ancestral roles of four class of life-cycle regulators in angiosperms (LFY, MADS, PEBP, SPL) were explored using an emerging model liverwort plant, Marchantia polymorpha, as a representative of basal land plants. In Marchantia polymorpha genome, 1 gene for LFY, 2 genes for MADS, 3 genes for PEBP, and 4 genes for SPL were found. Through phenotype analysis of knock-out plants and expression profile analysis, it is suggested that (1) LFY and two SPLs are involved in gametangiophore induction and/or subsequent development in gametophyte (haploid) generation, (2) LFY is indispensable for the first zygotic division after fertilization, and (3) all three PEBPs are likely involved in regulation of dormancy of asexual propagules called gemmae in gametophyte (haploid) generation.

Research Products

• [Journal Article] Light-dependent destabilization of PHL in Arabidopsis (2014)
  • Author(s): Endo, M., Kudo, D., Koto, T., Shimizu, H., and Araki, T.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 9 Issue: 3 Pages: e28118-e28118
  • DOI: 10.4161/psb.28118
  • NAID: 120005439152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] シロイヌナズナとゼニゴケにおける概日時計と光周性 (2014)
  • Author(s): 遠藤求, 久保田茜, 河内孝之, 荒木崇
  • Journal Title: 植物の生長調節 Volume: 49 Pages: 49-58
  • URL: http://www.jscrp.jp/book/49-01.html
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] シロイヌナズナとゼニゴケにおける概日時計と光周性 (2014)
  • Author(s): 遠藤 求, 久保田 茜, 河内孝之, 荒木 崇
  • Journal Title: 植物の生長調節 Volume: 49
• [Journal Article] Florigen is involved in axillary bud development at multiple stages in Arabidopsis (2013)
  • Author(s): Niwa, M., M., Endo, M., and Araki, T.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PHYTOCHROME-DEPENDENT LATE-FLOWERING accelerates flowering through physical interactions with phytochrome B and CONSTANS. (2013)
  • Author(s): Endo, M., Y. Tanigawa, T. Murakami, T. Araki and A. Nagatani
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 110 Issue: 44 Pages: 18017-18022
  • DOI: 10.1073/pnas.1310631110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phloem long-distance delivery of FLOWERING LOCUS T (FT) to the apex (2013)
  • Author(s): Yoo, S.-C., Chen, C., Rojas, M., Daimon, Y., Ham, B.-K., Araki, T., and Lucas, W
  • Journal Title: Plant Journal Volume: Vol.74(印刷中) Issue: 3 Pages: 456-468
  • DOI: 10.1111/tpj.12213
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] BRANCHED1 interacts with FLOWERING LOCUS T to repress the floral transition of the axillary meristems in Arabidopsis (2013)
  • Author(s): Niwa, M., Daimon, Y., Kurotani, K., Higo, A., Pruneda-Paz, J.L., Breton, G., Mitsuda, N., Kay, S.A., Ohme-Takagi, M., Endo, M., and Araki, T
  • Journal Title: Plant Cell Volume: Vol.25、No.4 Issue: 4 Pages: 1228-1242
  • DOI: 10.1105/tpc.112.109090
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The florigen genes FT and TSF modulate lateral shoot outgrowth in Arabidopsis thaliana (2013)
  • Author(s): Hiraoka, K., Yamaguchi, A., Abe, M., and Araki, T
  • Journal Title: Plant & Cell Physiology Volume: Vol.54、No.3 Issue: 3 Pages: 352-368
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs168
  • NAID: 10031163831
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plant meristems and organogenesis: the new era of plant developmental research. (Editorial) (2013)
  • Author(s): Machida, Y., Fukaki, H., and Araki, T
  • Journal Title: Plant & Cell Physiology Volume: Vol.54、No.3 Issue: 3 Pages: 295-301
  • DOI: 10.1093/pcp/pct034
• [Journal Article] Florigen is involved in axillary bud development at multiple stages in Arabidopsis. (2013)
  • Author(s): Niwa, M., M., Endo, M., and Araki, T.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 8 Issue: 11 Pages: e27167-e27167
  • DOI: 10.4161/psb.27167
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 古くて新しいモデル植物ゼニゴケ陸上植物の多様性・普遍性の分子基盤を探る (2012)
  • Author(s): 上田貴志, 澤進一郎, 荒木崇
  • Journal Title: 植物科学最前線(BSJ Review) Volume: 3 Pages: 56-57
  • URL: http://bsj.or.jp/frontier/BSJreview2012B1.pdf
• [Journal Article] 植物固有の転写因子LEAFYとゼニゴケの有性生殖 (2012)
  • Author(s): 荒木崇
  • Journal Title: 植物科学最前線(BSJ Review) Volume: 3 Pages: 134-158
  • URL: http://bsj.or.jp/frontier/BSJreview2012B8.pdf
• [Journal Article] CRYPTIC PRECOCIOUS/MED12 is a novel flowering regulator with multiple target steps in Arabidopsis (2012)
  • Author(s): Imura, Y., Kobayashi, Y., Yamamoto, S., Furutani, M., Tasaka, M., Abe, M., and Araki, T
  • Journal Title: Plant & Cell Physiology Volume: Vol.53、No.2 Issue: 2 Pages: 287-303
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs002
  • NAID: 10030308285
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The TFL1 homologue KSN is a regulator of continuous flowering in rose and strawberry (2012)
  • Author(s): Iwata, H., Gaston, A., Remay, A., Thouroude, T., Jeauffre, J., Kawamura, K., Oyant, L.H., Araki, T., Denoyes, B., and Foucher, F
  • Journal Title: Plant Journal Volume: Vol.69、No.1 Issue: 1 Pages: 116-125
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04776.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 植物固有の転写因子LEAFYとゼニゴケの有性生殖. (2012)
  • Author(s): 荒木 崇
  • Journal Title: 植物科学の最前線（BSJ-Review） Volume: 3 Pages: 134-158
• [Presentation] Exploring the plant reproductive processes using Arabiopsis and Marchantia (2014)
  • Author(s): 荒木崇
  • Organizer: 第47回日本発生生物学会年会, シンポジウム New Era of Developmental Biology on Plants
  • Place of Presentation: 名古屋市
  • Year and Date: 2014-05-30
• [Presentation] ゼニゴケMpLFYノックアウト株の表現型解析 (2014)
  • Author(s): 丹羽優喜, ほか9名
  • Organizer: 日本植物生理学会2014年度年会
  • Place of Presentation: 富山市
  • Year and Date: 2014-03-19
• [Presentation] Struggling with LEAFY. International Marchantia Workshop 201 3 (2013)
  • Author(s): 荒木崇
  • Organizer: Yanakie, VIC
  • Place of Presentation: オーストラリア
  • Year and Date: 2013-12-09
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるmiR156およびSBP型転写因子の解析 (2013)
  • Author(s): 山口礼子, ほか5名
  • Organizer: 日本植物生理学会2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] 原核生物型PEBPファミリータンパク質CORのシロイヌナズナとゼニゴケにおける機能解析 (2013)
  • Author(s): 森花小百合, ほか11名
  • Organizer: 日本植物生理学会2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] シロイヌナズナFTおよびTSFフロリゲンの側枝形成・伸長における役割 (2012)
  • Author(s): 荒木崇
  • Organizer: 第85回日本生化学会年会シンポジウム「フロリゲン研究の新展開 : その分子構造と新規な機能」
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2012-12-13
• [Presentation] 転写因子の機能から迫る陸上植物の有性生殖メカニズムの進化-安定して次世代を残すために- (2012)
  • Author(s): 酒井友希, 荒木崇
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会ワークショップ「単純から複雑へ進化発生学のいま」
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2012-12-13
• [Presentation] Role of LEAFY in gametophyte development and function (2012)
  • Author(s): 荒木崇, ほか5名
  • Organizer: International Marchantia Workshop 2012
  • Place of Presentation: 熊本県阿蘇郡
  • Year and Date: 2012-11-15
• [Presentation] Flagella and related genes (2012)
  • Author(s): 荒木崇
  • Organizer: International Marchantia Workshop 2012
  • Place of Presentation: 熊本県阿蘇郡
  • Year and Date: 2012-11-15
• [Presentation] 花成と有性生殖を支える成長システムの統合的理解に向けて (2012)
  • Author(s): 荒木崇
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会シンポジウム「植物個体成長システムの統合的理解に向けて : 発生・代謝・数理モデル研究からのアプローチ」
  • Place of Presentation: 姫路市
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] Arabidopsis FT florigen in floral transition and beyond (2012)
  • Author(s): 荒木崇
  • Organizer: 日本植物生理学会2012年度年会シンポジウム「Open questions on rhythmic response systems in plants」
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] 植物の成長相転換における制御因子の祖先的機能の探索 (2012)
  • Author(s): 酒井友希, 荒木崇
  • Organizer: 日本植物生理学会2012年度年会シンポジウム「モデル植物ゼニゴケで探る陸上植物の普遍原理と多様性」
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 花芽形成のマスター制御因子LEAFYの祖先的機能の探索 (2012)
  • Author(s): 酒井友希, ほか5名
  • Organizer: 日本植物生理学会2012年度年会
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 植物の成長相転換における制御因子の祖先的機能の探索 (2012)
  • Author(s): 酒井友希, 荒木崇
  • Organizer: 日本植物生理学会第53回年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都市)(シンポジウム)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 花芽形成のマスター制御因子LEAFYの祖先的機能の探索 (2012)
  • Author(s): 酒井友希, 伊藤美沙, 川本麻美, 宮下結衣, 宇山和樹, 辻井由香, 遠藤求, 石崎公庸, 大和和幸, 河内孝之, 荒木崇
  • Organizer: 日本植物生理学会第53回年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都市)(一般発表・口頭)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるmiR156およびSBP型転写因子の解析 (2012)
  • Author(s): 山口礼子, ほか5名
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会
  • Place of Presentation: 姫路市
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるLEAFY相同遺伝子MpLFYの機能解析 (2011)
  • Author(s): 酒井友希, ほか8名
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるLEAFY相同遺伝子MpLFYの直接制御標的の探索 (2011)
  • Author(s): 川本麻美, ほか8名
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるLEAFY相同遺伝子MpLFYの機能解析 (2011)
  • Author(s): 酒井友希, 宮下結衣, 宇山和樹, 辻井由香, 遠藤求, 石崎公庸, 大和和幸, 河内孝之, 荒木崇
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス(東京都)(一般発表・口頭)
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるLEAFY相同遺伝子MpLFYの直接制御標的の探索 (2011)
  • Author(s): 川本麻美, 酒井友希, 宇山和樹, 辻井由香, 遠藤求, 石崎公庸, 大和和幸, 河内孝之, 荒木崇
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス(東京都)(一般発表・口頭)
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] Functional analysis of MpLFY, the homolog of LEAFY in Marchantia polymorpha (2011)
  • Author(s): 酒井友希, ほか8名
  • Organizer: 18th International Botanical Congress, SYM042 "Developmental genetics and cell biology of Marchantia polymorpha"
  • Place of Presentation: メルボルン市(オーストラリア)
  • Year and Date: 2011-07-25
• [Presentation] Functional analysis of MpLFY, the homolog of LEAFY in Marchantia polymorpha(シンポジウムSYM042 "Developmental genetics and cell biology of Machantia polym (2011)
  • Author(s): 酒井友希, 宮下結衣, 宇山和樹, 辻井由香, 遠藤求, 石崎公庸, 大和和幸, 河内孝之, 荒木崇
  • Organizer: 18th International Botanical Congress (IBC2011)
  • Place of Presentation: Melbourne Congress and Exhibition Centre (Melbourne, Australia)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-07-25
• [Presentation] Struggling with LEAFY (Reproductive Development Session)
  • Author(s): 荒木 崇
  • Organizer: 4th International Marchantia Workshop 2013
  • Place of Presentation: Buln Buln Cabin, Yanakie, VIC, Australia
• [Presentation] FD-FT複合体形成を制御するタンパク質キナーゼの探索
  • Author(s): 川本 望, 笹部美知子, 遠藤 求, 町田泰則, 荒木 崇
  • Organizer: 日本植物学会第77回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス （札幌市）
• [Presentation] 維管束の概日時計は主要時計としての性質を持つ
  • Author(s): 遠藤 求, 荒木 崇
  • Organizer: 日本植物学会第77回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス （札幌市）
• [Presentation] シロイヌナズナ14-3-3 タンパク質のFT, TFL1, FDとの相互作用による花成制御機構の解析
  • Author(s): 肥後あすか, 川本 望, 遠藤 求, 荒木 崇
  • Organizer: 日本植物学会第77回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス （札幌市）
• [Presentation] シロイヌナズナFT/TSF との相互作用を介したBRC1による側芽相転換の調節
  • Author(s): 丹羽優喜,遠藤 求,荒木 崇
  • Organizer: 日本植物学会第77回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス （札幌市）
• [Presentation] 維管束の概日時計は主要時計としての性質を持つ
  • Author(s): 遠藤 求, 清水華子, Brenda Chow, Steve Kay, 荒木 崇
  • Organizer: 第20回 日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 近畿大学東大阪キャンパス （東大阪市）
• [Presentation] ゼニゴケMpLFYノックアウト株の表現型解析
  • Author(s): 丹羽優喜, 酒井友希, 肥後あすか, 遠藤 求, 山口礼子, 石崎公庸, 大和勝幸, 西浜竜一, 河内孝之, 荒木 崇
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス （富山市）
• [Presentation] 維管束の概日時計は主要時計としての性質を持つ
  • Author(s): 遠藤 求, 清水華子, Brenda Chow, Steve Kay, 荒木 崇
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス （富山市）
• [Presentation] FD-FT複合体形成を制御するタンパク質キナーゼの探索と同定
  • Author(s): 川本 望, 笹部美知子, 遠藤 求, 町田泰則, 荒木 崇
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス （富山市）
• [Presentation] 原核生物型PEBPファミリータンパク質CORのシロイヌナズナとゼニゴケにおける機能 解析
  • Author(s): 森花小百合・竹本 覚・辻井由香・ 有手友嗣・竹村美保・酒井友希・ 山口礼子・遠藤 求・石崎公庸・ 大和和幸・河内孝之・荒木 崇
  • Organizer: 日本植物生理学会 2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山市）
• [Presentation] phyB相互作用因子PHLによる花成制御
  • Author(s): 遠藤 求・長谷あきら・荒木 崇
  • Organizer: 日本植物生理学会 2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山市）岡山大学津島キャンパス（岡山県）
• [Presentation] シロイヌナズナ14-3-3 タンパク質の花成における役割の解析
  • Author(s): 肥後あすか・川本 望・丹羽優喜・ 山口礼子・遠藤 求・荒木 崇
  • Organizer: 日本植物生理学会 2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山市）
• [Presentation] リン酸化によるbZIP型転写因子FDの機能制御機構とタンパク質キナーゼの探索
  • Author(s): 川本 望・笹部美知子・遠藤 求・ 町田泰則・荒木 崇
  • Organizer: 日本植物生理学会 2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山市）
• [Presentation] シロイヌナズナBRC1 はFT/TSF と相互作用して側芽の相転換を抑制する
  • Author(s): 丹羽優喜・遠藤 求・荒木 崇
  • Organizer: 日本植物生理学会 2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山市）
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるmiR156 およびSBP 型転写因子の解析（
  • Author(s): 山口礼子・宮下結衣・吉川 学・ 酒井友希・石崎公庸・河内孝之・ 荒木 崇
  • Organizer: 日本植物生理学会 2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山市）
• [Presentation] NIMA 関連キナーゼは花成制御因子FT, TFL1 と相互作用する
  • Author(s): 高谷彰吾・池田龍也・川本 望・ 酒井達也・平山隆志・後藤弘爾・ 荒木 崇・高橋 卓・本瀬宏康
  • Organizer: 日本植物生理学会 2013年度年会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山市）
• [Presentation] シロイヌナズナFTおよびTSFフロリゲンの側枝形成・伸長における役割
  • Author(s): 荒木 崇
  • Organizer: 第85回日本生化学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡市）
  • Invited
• [Presentation] 転写因子の機能から迫る陸上植物の有性生殖メカニズムの進化－安定して次世代を残す ために－
  • Author(s): 酒井友希・荒木 崇
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡市）
  • Invited
• [Presentation] Flagella and related genes.in "Genome Session (omnibus)"
  • Author(s): 荒木 崇
  • Organizer: 3rd International Marchantia Workshop 2012
  • Place of Presentation: ホホテルグリーン ピア南阿蘇（熊本県阿蘇郡）
• [Presentation] Role of LEAFY in gametophyte development and function.
  • Author(s): 酒井友希・宮下結衣・宇山和樹・ 辻井由香・山口礼子・荒木 崇
  • Organizer: 3rd International Marchantia Workshop 2012
  • Place of Presentation: ホテルグリーン ピア南阿蘇（熊本県阿蘇郡）
  • Invited
• [Presentation] 花成と有性生殖を支える成長システムの統合的理解に向けて
  • Author(s): 荒木 崇
  • Organizer: 日本植物学会 第76回大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学姫路書写 キャンパス（姫路市）
  • Invited
• [Presentation] シロイヌナズナBRC1/TCP18はFTと相互作用して側芽分裂組織の相転換を抑制する
  • Author(s): 丹羽優喜・遠藤 求・荒木 崇
  • Organizer: 日本植物学会 第76回大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学姫路書写 キャンパス（姫路市）
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるSBP 型転写因子の解析
  • Author(s): 山口礼子・宮下結衣・酒井友希・ 石崎公庸・河内孝之・荒木 崇
  • Organizer: 日本植物学会 第76回大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学姫路書写 キャンパス（姫路市）
• [Book] 植物の科学 (2015)
  • Author(s): 塚谷裕一, 荒木崇
  • Publisher: 放送大学教育振興会
• [Book] 植物の科学 (2015)
  • Author(s): 塚谷裕一, 荒木 崇（編）
  • Publisher: 放送大学教育振興会
• [Remarks] 研究代表者の研究室ホームページ
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/plantdevbio/index.html
• [Remarks] 京都大学生命科学研究科統合生命科学専攻分子代謝制御学分野HP
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/plantdevbio/index.html
• [Remarks] 京都大学生命科学研究科統合生命科学専攻分子代謝制御学分野HP
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/plantdevbio/index.html