Stem cell maintenance during axillary meristem formation
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
20H04880
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
田中 若奈 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 助教 (10725245)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 花メリステム / 腋芽メリステム / 幹細胞 / TAB1 遺伝子 / 胚珠 / イネ / 腋生幹細胞 / 植物発生 / TAB1 / FON |
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| Outline of Research at the Start |
ブランチや花を含む多くの器官は、植物のライフサイクルに応じて確立される腋芽メリステムに存在する幹細胞（腋芽幹細胞）に由来するため、植物の発生を理解する上で、腋芽幹細胞の新生と維持の制御機構を理解することは非常に重要である。しかし、腋芽メリステム確立時の幹細胞に着目した研究はほとんど行われていない。
本研究では、植物発生における幹細胞制御の総合的な理解を目的として、腋芽メリステム確立時の幹細胞の恒常性維持を担う分子基盤の解明を目指す。以前同定した腋芽幹細胞維持に必須の FON2-TAB1 経路に関連する因子に着目することや、花形成時の幹細胞維持に関わる可能性の高い因子に着目して、研究を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナの WUSCHEL に最も近縁なイネの TILLERS ABSENT1 (TAB1) 遺伝子に着目して研究を行い、TAB1 が腋芽形成過程の幹細胞維持に必須の働きをしていることを以前示した（Tanaka et al., 2015; Tanaka and Hirano, 2020）。tab1 変異体は、腋芽形成に加えて花にも多面的な異常を示すため、今年度は、その花の表現型に着目し、TAB1 の機能解明を目指した。 tab1 は完全不稔を示したので、その原因を詳しく調べた結果、胚珠が全く形成されていないことがわかった。イネの胚珠は、心皮分化後の花メリステムから直接分化することが知られているため（Yamaki et al., 2011）、tab1 では、この時期の幹細胞の活性が低下している可能性が推測された。詳しい解析により、tab1 では、花の発生初期には幹細胞は野生型同様に維持されているものの、心皮分化後には幹細胞が消失していることが判明した。したがって、TAB1 は、心皮分化後の花メリステムにおいて、幹細胞運命の促進因子として働いていると考えられる。さらに、tab1 と花幹細胞が過剰となる fon2 との二重変異体の解析から、TAB1 は花幹細胞を維持することによって、胚珠分化を促進していることが示唆された。以上の成果を Development 誌に発表した。
イネの D-type cyclin (CYCD) のメンバーである OsCYCD3;1 遺伝子に着目して研究を実施した結果、OsCYCD3;1 は、栄養成長期の腋芽メリステム（幹細胞）の活性制御に重要な働きをしていることが明らかになり、本成果を Journal of Plant Physiology 誌に発表した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] CURLED LATER1 encoding the largest subunit of the Elongator complex has a unique role in leaf development and meristem function in rice2020
Author(s)
Hikari Matsumoto, Yukiko Yasui, Yoshihiro Ohmori, Wakana Tanaka, Tetsuya Ishikawa, Hisataka Numa, Kenta Shirasawa, Yojiro Taniguchi, Junichi Tanaka, Yasuhiro Suzuki, and Hiro-Yuki Hirano
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Journal Title
Plant Journal
Volume: 104
Issue: 2
Pages: 351-364
DOI
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Peer Reviewed
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