イネにおける茎頂メリステムの維持に関わる因子の解析

• Project Area: Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
• Project/Area Number: 21027007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊藤 純一 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (30345186)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥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: 植物 / 遺伝学 / 発生・分化

Research Abstract

dec変異体は栄養成長期の初期においてSAMが大きくなると共に、1/2互生から十字対生への葉序の転換が認められる。原因遺伝子を単離したところ、DEC遺伝子は機能未知のタンパクをコードしており、様々な組織で発現していた。dec変異体におけるマイクロアレイ解析の結果、サイトカイニンの情報伝達に関わる複数のType-Aレスポンスレギュレーターの発現量が低下していることが明らかとなった。また、変異体のサイトカイニンに対する反応性は低下していた。本研究により、サイトカイニン情報伝達に関与する新たな因子が、イネの葉序の決定に関わっていることが明らかとなった。
NM1136は発芽初期に扁平なSAMを持ち、イネfsm変異体と類似した表現型を示すことから、FSM遺伝子と何らかの関係が示唆された。この原因遺伝子がCAF1の異なるサブユニットであるFAS2のオーソログである可能性が考えられたが、マッピングの結果、イネFAS2とは異なる領域に座上することが明らかとなった。また、表現型解析から葉の背腹性の異常など、fsmとは異なる表現型も示すことが明らかとなった。
ndl1変異体の一部の個体ではSAMの形が扁平となり、その後の葉原基分化が停止することが明らかとなり、NDL1遺伝子はSAMの維持に深く関わっていることが推測された。一方で初期の植物体では葉が細くなると共に葉身が欠失する。イネにおいて葉身の分化に関わる知見はこれまで無いが、NDL1遺伝子はSAMの維持に加えて、葉の頂部基部軸の構築に何らかの機能を持っていることが推察された。マッピングの結果、転写制御因子をコードする遺伝子内に変異が認められ、この遺伝子がndl1変異体の原因遺伝子である可能性が高いと考えられた。

Research Products

• [Journal Article] WAVY LEAF 1, an Ortholog of Arabidopsis HEN1, Regulates Shoot Development by Maintaining microRNA and trans-acting siRNA Accumulation in Rice. (2010)
  • Author(s): Abe, M., Yoshikawa, T., Nosaka, M., Sakakibara, H., Sato, Y., Nagato, Y., Itoh, J.-I.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 154 Pages: 1335-1346
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] COE1, an LRR-RLK responsible for commissural vein pattern formation in rice. (2010)
  • Author(s): Sakaguchi, J., Itoh, J.-I., Ito, Y., Nakamura, A., Fukuda, H., Sawa, S.
  • Journal Title: Plant Journal Volume: 63 Pages: 405-416
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization and mapping of multiple shoot 1 (2010)
  • Author(s): Tazuke, H., Sentoku, N., Kitano, H., Itoh, J.-I., Kusaba, M., Nagato, Y.
  • Journal Title: Rice Genetics Newsletter Volume: 24 Pages: 14-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The ADAXIALIZED LEAF1 gene functions in leaf and embryonic pattern formation in rice (2009)
  • Author(s): K Hibara, M Obara, E Hayashida, M Abe, T Ishimaru, H Satoh, J-I Itoh, Y Nagato
  • Journal Title: Developmental Biology 334 Pages: 345-354
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rice open beak is a negative regulator of class 1 knox genes and a positive regulator of class B floral homeotic gene (2009)
  • Author(s): A Horigome, N Nagasawa, K Ikeda, M Ito, J-I Itoh, Y Nagato
  • Journal Title: Plant Journal 58 Pages: 724-736
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PLASTOCHRON3/GOLIATH encodes a glutamate carboxypeptidase required for proper development in rice (2009)
  • Author(s): T Kawakatsu, G Taramino, J-I Itoh, J Allen, Y Sato, S-K Hong, R Yule, N Nagasawa, M Kojima, M Kusaba, H Sakakibara, H Sakai, Y Nagato
  • Journal Title: Plant Journal 58 Pages: 1028-1040
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Identification of a novel gene regulating phyllotaxy in rice (2009)
  • Author(s): Jun-ichi Itoh
  • Organizer: The 6th International Rice Genetics Symposium
  • Place of Presentation: Philippines, Manila