イネ茎頂分裂組織構築のエピジェネティック制御

• Project Area: Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
• Project/Area Number: 23012014
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐藤 豊 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (40345872)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2012: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2011: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: イネ / 胚発生 / 変異体 / 茎頂分裂組織 / 小分子RNA / 発生・分化 / 植物 / 遺伝学 / siRNA / 胚

Research Abstract

イネゲノムにはta-siRNAの標的になるETT/ARF転写制御因子は4コピー存在し、それぞれOsETT1～OsETT4と呼ばれている。これら4つのETT/ARF転写因子の発現は程度の差こそあれshl/sho変異体で亢進しており、このことがシュートを欠失する一因と考えられる。これまでの研究では、4つのOsETT遺伝子のある程度の機能分担が予想され、その中でもOsETT3の適切な発現が再分化過程に於けるシュート構築に必須であると考えられる結果が得られている。そこで、本年度はOsETT3を中心にOsETT遺伝子の機能解析を集中して行った。大腸菌に発現させた4つのOsETTタンパク質は、予想とは異なり、すべて類似配列が濃縮されてきた。ただし、類似配列の濃縮パターンはOsETT1とOsETT3は良く似ており、OsETT2とOsETT4は少し異なっていた。この結果は現在行っているゲルシフト法による結合の検証でもほぼ符合する結果が得られている。以上のOsETTタンパク質の結合標的配列の解析からは、OsETT1とOsETT3は類似した標的を制御しており、OsETT2とOsETT4はこれらとは多少異なる下流の情報伝達が存在する事が示唆された。なお、ETTIN遺伝子がコードする転写因子はARF(auxin response factor)転写因子の一つのグループであり、オーキシン誘導プロモーターが持つオーキシン応答配列に他のオーキシン応答性のARFと競合して結合する事によりオーキシン応答を抑制する働きが予想されていた。しかしながら、本実験で明らかになったSELEXによるOsETTの結合濃縮配列は、オーキシン応答配列と一部重なる物の、オーキシン応答配列とは明らかに異なっていた。

Current Status of Research Progress

Reason

最終年度

Strategy for Future Research Activity

最終年度

Research Products

• [Journal Article] Arabidopsis homeodomain-leucine zipper IV proteins promote stomatal development and their ectopic expression induces stomata beyond the epidermis (2013)
  • Author(s): Kylee M Peterson, Christine Shyu, Christian A Burr, Robin J Horst, Masahiro M Kanaoka, Minami Omae, Yutaka Sato, and Keiko U Torii
  • Journal Title: Development Volume: 140 Issue: 9 Pages: 1936-1945
  • DOI: 10.1242/dev.090209
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two WUSCHEL-related homeobox genes, narrow leaf2 and narrow leaf3, control leaf width in rice. (2013)
  • Author(s): Ishiwata A, Ozawa M, Nagasaki H, Kato M, Noda Y, Yamaguchi T, Nosaka M, Shimizu-Sato S, Nagasaki A, Maekawa M, Hirano HY, Sato Y
  • Journal Title: Plant Cell Physiology Volume: (印刷中)(in press) Issue: 5 Pages: 779-792
  • DOI: 10.1093/pcp/pct032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of transposon-derived small RNAs in the interplay between genomes and parasitic DNA in rice (2012)
  • Author(s): Misuzu Nosaka, Jun-ichi Itoh, Yasuo Nagato, Akemi Ono, Aiko Ishiwata, Yutaka Sato
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: 8(9) Issue: 9 Pages: e1002953-e1002953
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002953
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Positive autoregulation of a KNOX gene is essential for shoot meristem maintenance in rice (2012)
  • Author(s): Katsutoshi Tsuda, Yutaka Sato, Yukihiro Itoh, Nori Kurata
  • Journal Title: The Plant Cell Volume: 23 Pages: 4368-4381
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RSS1 regulates the cell cycle and maintains meristematic activity under stress conditions in rice (2011)
  • Author(s): Daisuke Ogawa, Kiyomi Abe, Akio Miyao, Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara, Megumi Mizutani, Haruka Morita, Yosuke Toda, Tokunori Hobo, Yutaka Sato, Tsukaho Hattori, Hirohiko Hirochika, Shin Takeda
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 2 Pages: 278-278
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LAX PANICLE2 of rice encodes a novel nuclear protein and regulates the formation of axillary meristems (2011)
  • Author(s): Hiroaki Tabuchi, Yu Zhang, Susumu Hattori, Minami Omae, Sae Shimizu-Sato, Tetsuo Oikawa, Qian Qian, Minoru Nishimura, Hidemi Kitano, He Xie, Xiaohua Fang, Hitoshi Yoshida, Junko Kyozuka, Fan Chen, Yutaka Sato
  • Journal Title: The Plant Cell Volume: 23 Pages: 3276-3287
  • Peer Reviewed
• [Presentation] イネ球状型胚突然変異体globular embryo 4 (gle4)の解析 (2013)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Organizer: 日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] イネの初期胚発生時に細胞特異的発現をする遺伝子マーカーの探索と利用 (2013)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Organizer: 日本育種学会講演会
  • Place of Presentation: 東京農業大学
• [Presentation] Battles between plant genome and its parasitic elements through the action of small RNAs (2013)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Organizer: Japan-China rice developmental biology meeting
  • Place of Presentation: 大分(招待講演)
• [Presentation] イネの初期胚発生時に細胞特異的発現をする遺伝子マーカーの探索 (2012)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Organizer: 日本育種学会講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2012-12-08
• [Presentation] イネの胚形成における器官分化を制御するレセプター型キナーゼの解析 (2012)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Organizer: 日本育種学会講演会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
• [Presentation] イネの胚形成における器官分化を支える情報伝達 (2012)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Organizer: 日本育種学会講演会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(招待講演)
• [Book] 生命分子を統合するRNA (2013)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Total Pages: 234
  • Publisher: 羊土社