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受精前後の胚乳発生を制御する新しい鍵転写因子とエピゲノム制御の包括的理解

Publicly Offered Research

Project AreaDetermining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction
Project/Area Number 17H05831
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

池田 美穂 (樋口美穂)  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10717698)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords転写制御 / 胚乳発生 / 種皮形成 / 胚発生 / 植物 / 遺伝子発現制御 / 発生・分化 / 転写因子 / エピジェネティクス / 胚乳 / 種子形成 / 発現制御
Outline of Annual Research Achievements

平成30年度は平成29年度までに解析していた受精非依存的に胚珠が肥大するキメラリプレッサーの元となる転写因子のうち、特にESP3に着目した研究を遂行した。
まず、ESP3キメラリプレッサー植物体の胚珠肥大メカニズムを明らかにするため、Pro35S:ESP3SRDXの未受精で肥大した胚珠をサンプリングし、トランスクリプトーム解析を実施したところ、Pro35S:ESP3SRDXの未受精で肥大した胚珠における遺伝子発現パターンは野生型の受精後の胚珠と類似していることがわかった。さらに個別の遺伝子発現について解析を行ったところ、受精後に発現する糖代謝関連遺伝子がPro35S:ESP3SRDXにおいては未受精胚珠でも発現していた。そこで、Pro35S:ESP3SRDXの未受精胚珠の糖分析を行ったところ、受精後に蓄積するヘキソースやスターチなどが未受精でも蓄積しており、この糖の蓄積が胚養育能力と関連している可能性が考えられた。
一方で、ESP3の本来の機能を明らかにするため、ESP3のゲノム領域(5’上流3 kbpから終止コドンまで)にGFPを融合したコンストラクトを導入した胚珠を解析した結果、 ESP3は受精後の胚乳で特異的に発現することがわかった。しかし、母由来・父由来ゲノムからの発現を確認したところ、ESP3は両親由来のゲノムから発現することがわかり、直接インプリンティングされている遺伝子ではないことが示唆された。また、ESP3は過剰発現時にも未受精での胚珠肥大を誘導したことから、胚珠発生をポジティブに制御する因子であることがわかった。
これらの結果から、ESP3は本来、受精後の胚乳で発現し、胚珠への糖蓄積をポジティブに制御することで、種皮の形成・胚の養育に関与する因子である可能性が示唆された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Presentation] Analysis of ENDOSPERM3, which regulates fertilization-independent endosperm development2019

    • Author(s)
      Yilin Zhang, Hironori Takasaki, Miho Ikeda, Daisuke Maruyama, Nobutaka Mitsuda, Tetsu Kinoshita, Masaru Ohme- Takagi
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおける ENDOSPRM3の機能解析2019

    • Author(s)
      高崎寛則,池田美穂,Yilin Zhang,丸山大輔,光田展隆, 木下哲,高木優
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Chimeric repressor for ENDOSPERM3 gene induce fertilization-independent endosperm development2018

    • Author(s)
      Hironori Takasaki, Miho Ikeda, Nobutaka Mitsuda, Tetsu Kinoshita Masaru Ohme-Takagi
    • Organizer
      25thICSPR
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RSE1 (REPRESSOR OF SOMATIC EMBRYGENESIS 1) is a transcription factor that regulates cell totipotency in Arabidopsis2018

    • Author(s)
      Miho Ikeda, Tubasa Yamagata, Masaru Ohme-Takagi
    • Organizer
      25thICSPR
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 植物の種子形成に関与する転写因子の解析~父母の役割分担とパワーバランス~2018

    • Author(s)
      池田美穂
    • Organizer
      彩の国女性研究者ネットワークシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 受精を介さず種子植物の胚乳発生を誘導する核酸分子及びベクター、 並びに受精を介さず胚乳を発生しうる組換え種子植物及びその作製方法2019

    • Inventor(s)
      高木優、池田美穂、光田展隆、大島良美
    • Industrial Property Rights Holder
      高木優、池田美穂、光田展隆、大島良美
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 受精を介さず種子植物の胚乳発生を誘導する核酸分子及びベクター、並びに受精を介さず胚乳を発生しうる組換え種子植物及びその作製方法2018

    • Inventor(s)
      高木優、池田美穂、光田展隆、大島良美
    • Industrial Property Rights Holder
      高木優、池田美穂、光田展隆、大島良美
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-039033
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 受精を介さず種子植物の果実の生長を誘導する核酸及びベクター、並びに受精を介さず果実の生長が誘導される組換え種子植物及びその製造方法2018

    • Inventor(s)
      高木優、池田美穂、光田展隆、林陽葉莉
    • Industrial Property Rights Holder
      高木優、池田美穂、光田展隆、林陽葉莉
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-039074
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2025-11-21  

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