• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

陸上植物の雌雄生殖細胞分化を担う鍵メカニズムの解析

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 19H04860
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 InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山岡 尚平  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (00378770)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywords生殖細胞 / 配偶子形成 / 転写因子 / 陸上植物 / ゼニゴケ / 生殖細胞分化
Outline of Research at the Start

本研究では、被子植物における卵をはじめとする配偶体細胞の分化と、配偶体の性分化を担うメカニズムを明らかにするため、1)シロイヌナズナのBNB転写因子ファミリーの一員であるBNLの機能を明らかにし、転写複合体形成について調べ、BNLが雌性生殖細胞分化の鍵因子である可能性を検証する。またゼニゴケとの比較により、BNBファミリーの機能の進化について調べる。2)BNBファミリーの標的・下流遺伝子をゼニゴケとシロイヌナズナで比較し、生殖細胞分化メカニズムの全容と進化について調べる。3)BNBファミリーが配偶体の性分化にどのように関わるかを調べる。

Outline of Annual Research Achievements

陸上植物において、雌雄の配偶子および配偶体細胞の分化と、その性分化を担うメカニズムは未解明の部分が多い。代表者はこれまで、BONOBO (BNB)と名付けたbHLH転写因子ファミリーが陸上植物に共通する生殖細胞分化に必要な鍵因子であり、被子植物ではその機能は少なくとも雄側で保存されていることを示した (Yamaoka et al., Curr. Biol. 2018)。また、BNBは別のbHLH転写因子ファミリーLRL/DROP (Zhang et al., Nat. Plants 2017) と進化的に保存されたヘテロ二量体を形成して生殖細胞分化に関わるという示唆を得た。本研究では、BNB-LRL/DROP転写因子複合体による雌雄の生殖細胞分化の制御メカニズムの全体像とその進化について解明を目指す。今年度の成果は以下のとおりである。
(1) BNB転写因子複合体の機能解析:ゼニゴケMpBNB-Citrineノックイン株 (Yamaoka et al., Curr. Biol. 2018) において、ゲノム編集によりMpLRLをノックアウトしたところ、配偶子器始原細胞の分化がみられなくなった。このことから、MpLRLは配偶子器始原細胞の分化と生殖器托形成に必要であり、ゼニゴケのMpBNB-MpLRL複合体は生殖始原細胞分化を統御すると考えられる。
(2) 雌性生殖細胞分化の鍵因子の同定:ゲノム編集により、候補であるシロイヌナズナのBNB-LIKE (BNL) (Yamaoka et al., Curr. Biol. 2018)のノックアウト株を多数得たが、いずれも雌性配偶体の分化に顕著な影響がみられなかった。被子植物のBNBの機能は、雄性配偶子形成のみで進化的に保存されており、雌性配偶子形成では別のメカニズムが主要な役割を担っている可能性がある。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (39 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Development and Molecular Genetics of Marchantia polymorpha.2021

    • Author(s)
      Kohchi T, Yamato KY, Ishizaki K, Yamaoka S, Nishihama R.
    • Journal Title

      Annu. Rev. Plant Biol.

      Volume: 72 Issue: 1 Pages: 677-702

    • DOI

      10.1146/annurev-arplant-082520-094256

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chromatin Organization in Early Land Plants Reveals an Ancestral Association between H3K27me3, Transposons, and Constitutive Heterochromatin2020

    • Author(s)
      Montgomery SA, Tanizawa Y, Galik B, Wang N, Ito T, Mochizuki T, Akimcheva S, Bowman JL, Cognat V, Drouard L, Ekker H, Houng SF, Kohchi T, Lin SS, Liu LYD, Nakamura Y, Valeeva LR, Shakirov EV, Shippen DE, Wei WL, Yagura M, Yamaoka S, Yamato KT, Liu C, Berger F.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 30 Issue: 4 Pages: 573-588

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.12.015

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Molecular mechanism and evolution of gametogenesis in land plants2019

    • Author(s)
      山岡 尚平、河内 孝之、荒木 崇
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 91 Issue: 4 Pages: 534-539

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2019.910534

    • NAID

      40022022830

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2019-08-25
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulation of the Poly(A) Status of Mitochondrial mRNA by Poly(A)-Specific Ribonuclease Is Conserved among Land Plants2019

    • Author(s)
      Kanazawa Mai、Ikeda Yoko、Nishihama Ryuichi、Yamaoka Shohei、Lee Nam-Hee、Yamato Katsuyuki T、Kohchi Takayuki、Hirayama Takashi
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 61 Issue: 3 Pages: 470-480

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz212

    • NAID

      120006900804

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An Early Arising Role of the MicroRNA156/529-SPL Module in Reproductive Development Revealed by the Liverwort Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Tsuzuki Masayuki、Futagami Kazutaka、Shimamura Masaki、Inoue Chikako、Kunimoto Kan、Oogami Takashi、Tomita Yuki、Inoue Keisuke、Kohchi Takayuki、Yamaoka Shohei、Araki Takashi、Hamada Takahiro、Watanabe Yuichiro
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 29 Issue: 19 Pages: 3307-3314

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.07.084

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Building new insights in plant gametogenesis from an evolutionary perspective2019

    • Author(s)
      Hisanaga Tetsuya、Yamaoka Shohei、Kawashima Tomokazu、Higo Asuka、Nakajima Keiji、Araki Takashi、Kohchi Takayuki、Berger Fr?d?ric
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 5 Issue: 7 Pages: 663-669

    • DOI

      10.1038/s41477-019-0466-0

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゼニゴケから花粉の雄性配偶子形成のメカニズムを知る2021

    • Author(s)
      山岡 尚平
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会・関連集会「植物生殖改変ワークショップ」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの雄原細胞の取り込みに関わるGH17メンバーの解析2021

    • Author(s)
      海老根 一生,山岡 尚平,上田 貴志
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 苔類ゼニゴケの遠赤色光・日長依存的な成長相転換の分子機構の解析2021

    • Author(s)
      金坂 侑紀,井上 佳祐,山岡 尚平,荒木 崇
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるジベレリンを介した生殖器官形成のフィードバック制御2021

    • Author(s)
      川村 昇吾, Rui Sun,吉竹 良洋,楠 龍之介,西浜 竜一,山岡 尚平,河内 孝之
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケの精子形成における精細胞特異的ヒストンH1バリアントの役割2021

    • Author(s)
      小谷 莞太,西田 瑠理,肥後 あすか,山岡 尚平,井上 佳祐,荒木 崇
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケにおけるR2R3-MYB転写因SHOTGLASSの機能解析2021

    • Author(s)
      酒井 友希,高見 英幸,塚本 成幸,山岡 尚平,近藤 侑貴,深城 英弘,三村 徹郎,石崎 公庸
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケにおける植物特異的BZR転写因子の役割2021

    • Author(s)
      古谷 朋之,山岡 尚平,石崎 公庸,西浜 竜一,荒木 崇,河内 孝之,福田 裕穂,近藤 侑貴
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケの新規DNAメチル化制御機構:植物と動物の狭間で2020

    • Author(s)
      池田 陽子,十川 太輔,西浜 竜一,山岡 尚平,荒木 崇,河内 孝之,平山 隆志,大和 勝幸
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 陸上植物系統において真核生物型DNAリガーゼIが葉緑体局在を獲得した分子基盤2020

    • Author(s)
      浜地 貴志,小林 優介,山岡 尚平,鹿内 利治,西村 芳樹
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの雄原細胞形成に関わるGH17メンバーの解析2020

    • Author(s)
      海老根 一生,山岡 尚平,上田 貴志
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケ側生器官形成を制御するMYB転写因子GCAM2の機能解析2020

    • Author(s)
      酒井 友希,高見 英幸,塚本 成幸,山岡 尚平,増田 晃秀,深城 英弘,三村 徹郎,河内 孝之,石崎 公庸
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アンチセンス長鎖非コードRNA SUFを介した苔類ゼニゴケの性分化制御機構の解析2020

    • Author(s)
      梶原 智明,宮崎 基,岩﨑 美雪,山岡 尚平,吉竹 良洋,安居 佑希子,西浜 竜一,河内 孝之
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of GH17 members regulating engulfment of the generative cell into the vegetative cell in Arabidopsis2020

    • Author(s)
      Ebine K, Yamaoka S, Ueda T.
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Deep evolutionary origin of gamete-directed zygote activation by KNOX/BELL transcription factors in green plants2020

    • Author(s)
      Hisanaga T, Fujimoto S, Cui Y, Sato K, Yamaoka S, Kohchi K, Berger F, Nakajima K.
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of germ cell-specific histone H1 variants involved in spermiogenesis in Marchantia2020

    • Author(s)
      Kotani K, Nishida R, Higo A, Yamaoka S, Inoue K, Araki T.
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Chromosome-level genome assembly of liverwort Marchantia polymorpha and updates of the genome database MarpolBase2020

    • Author(s)
      Tanizawa Y, Yagura M, Sakamoto M, Mochizuki T, Montgomery SA, Galik B, Yamaoka S, Nishihama R, Yamato KT, Kohchi T, Berger F, Liu C, Nakamura Y.
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolutionary Scenario behind Bacterial-to-Eukaryotic Takeover of Chloroplast DNA Ligase Function in Land Plants2020

    • Author(s)
      Hamaji T, Kobayashi Y, Yamaoka S, Shikanai T, Nishimura Y.
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] フィトクロムを介した遠赤色光シグナルはゼニゴケの生殖器官形成を制御する2019

    • Author(s)
      井上 佳祐、金坂 侑紀、山岡 尚平、西浜 竜一、河内 孝之、荒木 崇
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケの生殖器官形成における光質と日長の役割2019

    • Author(s)
      金坂 侑紀,井上 佳祐,山岡 尚平,西浜 竜一,河内 孝之,荒木 崇
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 緑色植物における葉緑体DNAリガーゼのバクテリア型から真核生物型への機能移譲2019

    • Author(s)
      浜地 貴志,小林 優介,山岡 尚平,鹿内 利治,西村 芳樹
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アンチセンスlong non-coding RNA SUFによる苔類ゼニゴケ雌性化因子MpFGMYB の発現抑制メカニズムの解明2019

    • Author(s)
      梶原 智明,岡橋 啓太郎,久永 哲也,岩_ 美雪,宮崎 基,山岡 尚平,西浜 竜一,嶋村 正樹,大和 勝幸,中島 敬二,河内 孝之
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] A histidine kinase MpCKI1 plays a role in female sexual development in Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      包 昊南,吉竹 良洋,山岡 尚平,西浜 竜一,河内 孝之
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] SABATH ファミリー遺伝子を介した生殖器官形成の抑制2019

    • Author(s)
      川村 昇吾,山岡 尚平,Rui Sun,楠 龍之介,西浜 竜一,河内 孝之
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolutionarily Conserved Transcription Factors Involved in Gametangium Development in Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Yamaoka S, Inoue K, Saito M, Yoshitake Y, Nishihama R, Kohchi T, Araki T.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Bacterial-to-Eukaryotic Takeover of Chloroplast DNA Ligase Function in Land Plants2019

    • Author(s)
      Hamaji T, Kobayashi Y, Yamaoka S, Shikanai T, Nishimura Y.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of the Mechanism How Antisense lncRNA SUF Represses the Female Promoting Factor MpFGMYB in Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Kajiwara T, Okahashi K, Hisanaga T, Miyazaki M, Iwasaki M, Yamaoka S, Nishihama R, Shimamura M, Yamato KT, Nakajima K, Kohchi T.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Regulation of Sexual Organ Development by Methyltransferase of Gibberellin-Related Compounds in Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Kawamura S, Yamaoka S, Sun R, Yoshitake Y, Nishihama R, Kohchi T.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Update of MarpolBase to accommodate ver. 5.1 gene annotation2019

    • Author(s)
      Tanizawa Y, Yagura M, Sakamoto M, Mochizuki T, Montgomery SA, Galik B, Yamaoka S, Yamato KT, Kohchi T, Nakamura Y, Liu C, Berger F.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tissue Specificity of Far-Red Light Signaling Pathway in Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Morisaki R, Yoshitake Y, Inoue K, Yamaoka S, Nishihama R, Kohchi T.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The DELLA Protein Regulates Growth and Far-Red Light Response in the Liverwort Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Sun R, Hernandez-Garcia J, Inoue K, Yamaoka S, NishihamaR, Bl_zquez MA, Kohchi T.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploring the Function of the miR390-TAS3-ARF Pathway in Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Hung YL, Chien YC, Hainiwa E, Sun R, Yamaoka S, Nishihama R, Kohchi T, Wang CN.
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 中村 千春・岡田 清孝 監訳 エッセンシャル遺伝学・ゲノム学 第7版 「11章 発生の遺伝的制御」2021

    • Author(s)
      大澤 志津江、山岡 尚平
    • Publisher
      化学同人
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 「陸上植物における配偶子形成とその進化」に関する総説を発表

    • URL

      https://www.lif.kyoto-u.ac.jp/j/?post_type=research&p=12138

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi