Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
植物の器官再生は、頂端分裂組織の幹細胞ニッチの新生や転換を伴う、ダイナミックな現象である。高濃度のオーキシンを投与してカルスを誘導し、その後に高濃度のサイトカイニンを投与して不定芽を誘導する、2段階式のシュート再生では、根端分裂組織タイプの幹細胞ニッチがまず生じ、これがシュート頂分裂組織タイプに転換して、不定芽の形成に至る。本研究では、内生IAAとTBP関連因子のBTAFを糸口にこの過程の分子ネットワークを追究し、併せてカルス段階を経ない直接シュート再生との比較分析を行って、シュート再生における幹細胞の動態と制御機構を解き明かしていく。
シュート再生過程における頂端分裂組織幹細胞ニッチの新生と転換のメカニズムに関し、高濃度の2,4-Dをオーキシンとして含むカルス誘導培地（CIM）でシロイヌナズナの胚軸断片を培養した後、高濃度の2iPをサイトカイニンとして含むシュート誘導培地（SIM）に移植して不定芽のシュート頂分裂組織（SAM）を形成させる、2段階式のシュート再生系において、内生IAAに着目した解析とTBP関連因子のBTAF1に着目した解析を行うとともに、トレニアの茎断片をサイトカイニンのBAPを含む培地で培養し、表皮から不定芽SAMを誘導する、直接シュート再生系を用いて、細胞学的解析とトランスクリプトーム解析を行った。シロイヌナズナの2段階シュート再生系の解析では、CIM培養時のIAA生合成阻害剤・極性輸送阻害剤処理によるシュート再生能昂進について、内生IAAの攪乱が引き起こすオーキシン応答の均一化と増大、根端分裂組織（RAM）関連遺伝子の発現レベルの上昇と発現域の拡大が、新生RAM型幹細胞ニッチの多能状態の保持と密接に関連していることが示された。また、BTAF1の温度感受性変異体rgd3から単離した抑圧変異体6系統について、全ゲノムシークエンスを行い、抑圧表現型と連鎖している変異を特定した。これにより、SIM移植後に起きるRAM型からSAM型への幹細胞ニッチの転換を、BTAF1分子ネットワークから遺伝学的に追究する準備が整った。トレニアの直接シュート再生系では、昨年度までの解析により、培養開始直後に遺伝子発現プロフィールの大規模な変化が起き、その後サイトカイニンに依存したrRNA生合成関連遺伝子の発現や核小体の著しい発達が起きることなどがわかっていた。本年度はこれらに関し新たにいくつかの解析を試み、個々の細胞における遺伝子発現の変動や、TOR経路の関与について、予備的な知見を得た。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 5 results, Open Access: 3 results) Presentation (16 results) Book (1 results) Remarks (1 results)
Plant Biotechnology
Volume: 39 Issue: 1 Pages: 43-50
10.5511/plantbiotechnology.21.1225a
Plant & Cell Physiology
Volume: 62 Issue: 8 Pages: 1335-1354
10.1093/pcp/pcab101
Journal of Plant Research
Volume: 134 Issue: 3 Pages: 417-430
10.1007/s10265-021-01308-1
PLANT MORPHOLOGY
Volume: 33 Issue: 1 Pages: 59-65
10.5685/plmorphol.33.59
eLife
Volume: 10
10.7554/elife.61611
http://www.bs.s.u-tokyo.ac.jp/~seigyo/sugi/index.html
