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シロイヌナズナ花茎組織癒合での一過的メリステム機能獲得における遺伝子ネットワーク

Publicly Offered Research

Project AreaPlant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
Project/Area Number 21027004
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

佐藤 忍  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (70196236)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Keywords茎 / オーキシン / 癒合 / 転写制御因子 / エチレン / ジャスモン酸 / 細胞分裂 / 細胞壁 / シロイヌナズ / 花茎 / 転写因子 / ホルモン
Research Abstract

シロイヌナズナ花茎(第1節間)をマイクロナイフを用いて直径の半分程度切断すると、切断3日目に髄の細胞分裂と細胞伸長が開始し、7日目には癒合がほぼ完了する。各ステージでのマイクロアレイ法による発現解析によって癒合誘導性遺伝子群(ホルモン、情報伝達、細胞増殖、細胞分化、細胞壁関連等)が同定された。オーキシンシグナルに関わるIAA5やエチレン合成に関わるACS、ジャスモン酸合成に関わるLOXは、癒合部において切断1日後に最も強く発現していた。また、AP2型転写因子(RAP2)やNAC型転写因子(ANAC)が、切断1日後から3日後にわたって癒合部特異的な発現を示し、オーキシンおよびエチレンによって前者は負に、後者は正に制御された。切断面の上下の組織をサンプリングして癒合関連遺伝子の発現を調べたところ、NAC型転写因子(ANAC)はオーキシンの溜る切断面の上側で、AP2型転写因子(RAP2)はオーキシンの枯渇する切断面の下側で特異的に発現が上昇する事が判明した。また、CRES-T法を用いてRAP2またはANACの機能を抑制した形質転換体では、癒合部における細胞分裂の阻害が見られ、両者の掛け合わせを行うと胚性致死となった。また、3日目に発現の上昇するXyloglucan endotransglucosylase/hydrolase(XTH20)やFucosyltransferase(FUT3)等もオーキシンによって正に制御されるとともに、ANAC-SRDX形質転換体で発現が抑制された。さらに、XTH20や3日目に発現が上がるMatrix metalloproteinase(MMP)の欠損変異体では癒合の異常が見られた。以上より、花茎切断によって生じたオーキシン・エチレン・ジャスモン酸のシグナリングが、切断部での転写制御因子の発現を通して、細胞分裂・細胞壁代謝等の組織癒合反応を制御している可能性が考えられた。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Expression and functions of myo-inositol monophosphatase family genes in seed development of Arabidopsis2011

    • Author(s)
      Y.Sato, K.Yazawa, S.Yoshida, M.Tamaoki, N.Nakajima, H.Iwai, T.Ishii, S.Satoh
    • Journal Title

      J Plant Research

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of shoot-applied gibberellin/gibberellin-biosynthesis inhibitors on root growth and expression of gibberellin biosynthesis genes in Arabidopsis thaliana2010

    • Author(s)
      H.Bidadi, S.Yamaguchi, M.Asahina, S.Satoh
    • Journal Title

      Plant Root

      Volume: 4 Pages: 4-11

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of shoot-applied gibberellin/gibberellin-biosynthesis inhibitors on root growth and expression of gibberellin biosynthesis genes in Arabidopsis thaliana2010

    • Author(s)
      H.Bidadi, S.Yamaguchi, M.Asahina, S.Satoh
    • Journal Title

      Plant Root 4

      Pages: 4-11

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of Arabidopsis subtilisin-like serine protease specifically expressed in root stele by gene trapping2009

    • Author(s)
      T.Kuroha, A.Okuda, M.Arai, Y.Komatsu, S.Sato, T.Kato, S.Tabata, S.Satoh
    • Journal Title

      Physiologia Plantarum 137

      Pages: 281-288

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シロイヌナズナ切断花茎の組織癒合過程における植物ホルモンおよび転写制御因子の関与2010

    • Author(s)
      東克也、朝比奈雅志、山崎貴司、高木優、光田展隆、田坂昌生、森田美代、山口信次郎、神谷勇治、南原英司、岡田清考、佐藤忍
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2010-03-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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