環境変動下における生存戦略としての栄養生殖機構の解析

• Project Area: Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes
• Project/Area Number: 23119510
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 石崎 公庸 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (00452293)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 分化全能性 / 無性生殖 / クローン / リプログラミング / 再生 / 栄養生殖 / 進化 / 個体発生 / 栄養繁殖 / メリステム / オーキシン

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、植物における栄養生殖の分子メカニズムを解明することを目標とし、タイ類ゼニゴケをモデルとして解析を行った。
前年度までの研究成果から、ゼニゴケにおける栄養生殖器官である杯状体の基底部で、オーキシン生合成系の発現上昇とそれに伴うオーキシンの蓄積が観察されており、栄養生殖器官の発生プロセスにおいてオーキシンが何らかの役割を持つことが示唆されている。本年度、オーキシン低感受性株の解析から単離されたオーキシンシグナル伝達系の主要転写因子MpARF1の機能欠損変異体について、栄養生殖プロセスにおける表現形を詳細に解析した。その結果MpARF1の機能欠損変異体では、無性芽発生における分裂組織の発生と機能に異常が確認された。さらに別のオーキシン低感受性株mt37について、カルボキシペプチダーゼをコードするALTERED MERISTEM PROGRAM1（AMP1）の相同遺伝子MpAMP1の機能欠損変異体であることを明らかにした。mt37についても無性芽発生における分裂組織の発生と機能に異常が確認された。
現在、これらの変異体の表現型や原因遺伝子の機能について詳細な解析を進めている。単離された複数のオーキシン低感受性変異体において、無性芽の分裂組織形成に異常が確認されたことから、杯状体底部におけるオーキシン応答が無性芽の分裂組織形成において重要な役割を持つと考えられる。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Homologous recombination-mediated gene targeting in the liverwort Marchantia polymorpha L. (2013)
  • Author(s): K. Ishizaki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 3 Issue: 1 Pages: 1532-1532
  • DOI: 10.1038/srep01532
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cold-induced organelle relocation in the liverwort Marchantia polymorpha L. (2013)
  • Author(s): Ogasawara Y, Ishizaki K, Kohchi T & Kodama Y
  • Journal Title: Plant, Cell & Environment Volume: 印刷中 Issue: 8 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1111/pce.12085
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient <i>Agrobacterium</i>-Mediated Transformation of the Liverwort <i>Marchantia polymorpha</i> Using Regenerating Thalli (2013)
  • Author(s): Kubota, A., Ishizaki, K., Hosaka, M., Kohchi T.
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: 77 Issue: 1 Pages: 167-172
  • DOI: 10.1271/bbb.120700
  • NAID: 10031164707
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 基部陸上植物の光応答戦略 －フィトクロムを介した光形態形成の分子機構－ (2013)
  • Author(s): 石崎公庸、井上佳祐、河内孝之
  • Journal Title: 植物科学の最前線（BSJ-Review） Volume: 4 Pages: 33-44
• [Journal Article] Composition and physiological function of the chloroplast NADH dehydrogenase-like complex in Marchantia polymorpha (2012)
  • Author(s): Ueda M., Kuniyoshi T., Yamamoto Y., Sugimoto K., Ishizaki K., Kohchi T., Nishimura Y. and Shikanai T
  • Journal Title: Plant J. Volume: 72 Issue: 4 Pages: 683-693
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2012.05115.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of the plasma membrane H+-ATPase in the liverwort Marchantia polymorpha. (2012)
  • Author(s): Okumura M, Inoue S, Takahashi K, Ishizaki K, Kohchi T, Kinoshita T.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 159 Issue: 2 Pages: 826-834
  • DOI: 10.1104/pp.112.195537
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of auxin-mediated transcriptional activation using a common auxin-responsive reporter system in the liverwort Marchantia polymorpha (2012)
  • Author(s): Ishizaki K., Nonomura M., Kato H., Yamato K.T., Kohchi T.
  • Journal Title: Journal of Plant Research Volume: 125 Issue: 5 Pages: 826-834
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0477-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 古くて新しいモデル植物としてのタイ類ゼニゴケの特徴 (2012)
  • Author(s): 河内孝之、石崎公庸
  • Journal Title: 植物科学の最前線（BSJ-Review） Volume: 3 Pages: 58-70
• [Journal Article] 生物材料インデックス「ゼニゴケ」 (2012)
  • Author(s): 石崎公庸、河内孝之
  • Journal Title: 生物工学会誌 Volume: 90 Pages: 600-603
• [Journal Article] Analysis of a range of catabolic mutants provides evidence that phytanoyl-CoA does not act as a substrate of the ETF/ETFQO complex in Arabidopsis thaliana during dark induced senescence (2011)
  • Author(s): Araujo WL, Ishizaki K, Nunes-Nesi A, Tohge T, Larson TR, Krahnert I, Balbo I, Witt S, Dormann P, Graham IA, Leaver CJ, and Fernie AR
  • Journal Title: Plant Physiol Volume: 157 Issue: 1 Pages: 55-59
  • DOI: 10.1104/pp.111.182188
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein degradation-an alternative respiratory substrate for stressed plants (2011)
  • Author(s): Araujo WL, Tohge T, Ishizaki K, Leaver CJ, and Fernie AR
  • Journal Title: Trend Plant Sci Volume: 16 Issue: 9 Pages: 489-498
  • DOI: 10.1016/j.tplants.2011.05.008
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ゼニゴケから探るオーキシン応答の基本メカニズムとその進化 (2013)
  • Author(s): 石崎公庸、加藤大貴、河内孝之
  • Organizer: 第54回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2013-03-21
  • Invited
• [Presentation] 基部陸上植物ゼニゴケにおける概日時計の分子ネットワーク (2013)
  • Author(s): 久保田茜、喜多祥吾、村中智昭、石崎公庸、大和勝幸、青木摂之、小山時隆、河内孝之
  • Organizer: 第54回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるGI, FKFを介した日長依存的な成長制御機構 (2013)
  • Author(s): 喜多祥吾、久保田茜、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之
  • Organizer: 第54回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] ゼニゴケの赤色光によるサイクリンD遺伝子発現制御機構 (2013)
  • Author(s): 西浜竜一、眞鍋諒、中村衣里、井上佳祐、石崎公庸、河内孝之
  • Organizer: 第54回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] Forward genetics for gametophyte development in Marchantia polymorpha (2012)
  • Author(s): Ishizaki, K., Mizutani, M., Masuda, A., Shimamura, M., Nishihama, R. and Kohchi, T.
  • Organizer: International Marchantia Workshop 2012
  • Place of Presentation: ホテルグリーンピア南阿蘇
  • Year and Date: 2012-11-15
• [Presentation] ゼニゴケで探るコケ植物の光応答と発生制御 (2012)
  • Author(s): 石崎公庸、河内孝之
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学
  • Year and Date: 2012-09-15
  • Invited
• [Presentation] ゼニゴケのALTERED MERISTEM PROGRAM 1 (AMP1) 変異体はオーキシン低感受性を示す (2012)
  • Author(s): 桐田啓如、武田真由子、石崎公庸、河内孝之
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] ゼニゴケ気室形成制御遺伝子NOPPERABO1の単離と解析 (2012)
  • Author(s): 水谷未耶，石崎公庸，増田晃秀，桐田啓如，西浜竜一，河内孝之
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] 赤色光は苔類ゼニゴケの細胞分裂を制御する (2012)
  • Author(s): 井上佳祐, 中村衣里, 保坂将志, 石崎公庸, 西浜竜一, 河内孝之
  • Organizer: 日本農芸化学会2012年度大会
  • Place of Presentation: 京都・京都女子大学
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] 青色光受容体フォトトロピンは苔類ゼニゴケの葉状体背腹性決定を制御する (2012)
  • Author(s): 芦原悠紀子, 小松愛乃, 石崎公庸, 西浜竜一, 河内孝之
  • Organizer: 日本農芸化学会2012年度大会
  • Place of Presentation: 京都・京都女子大学
  • Year and Date: 2012-03-25
• [Presentation] 苔類ゼニゴケ気室形成異常株nopperabolの解析 (2012)
  • Author(s): 水谷未耶, 増田晃秀, 桐田啓和, 石崎公庸, 河内孝之
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都・京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおける赤色光による細胞周期制御機構 (2012)
  • Author(s): 中村衣里, 保坂将志, 井上佳祐, 石崎公庸, 西浜竜一, 河内孝之
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都・京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] 基部陸上植物ゼニゴケを用いた基部陸上植物概日時計関連因子の解析 (2012)
  • Author(s): 久保田茜, 喜多祥吾, 久保田佐綾, 村中智明, 石崎公庸, 大和勝幸, 青木摂之, 小山時隆, 河内孝之
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都・京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるフォトトロピン機能欠損変異体の単離と解析 (2012)
  • Author(s): 小松愛乃, 芦原悠紀子, 坪井秀憲, 末次憲之, 石崎公庸, 和田正三, 河内孝之
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都・京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 苔類ゼニゴケは転写因子PIFを介する赤色光シグナル伝達機構をもつ (2012)
  • Author(s): 井上佳祐, 石崎公庸, 岡義人, 河内孝之
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都・京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 遺伝子機能を自在に研究できるモデルへ～ゲノム・突然変異体・形質転換- (2012)
  • Author(s): 石崎公庸, 大和勝幸, 河内孝之
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都・京都産業大学(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] T-DNAタギング法による苔類ゼニゴケオーキシン低感受性変異体の単離と解析 (2012)
  • Author(s): 武田真由子, 加藤大貴, 石崎公庸, 河内孝之
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都・京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] The liverwort Marchantia polymorpha as a model for evolutionary and developmental biology (2011)
  • Author(s): Ishizaki K.
  • Organizer: Strategy of plants against global environmental change
  • Place of Presentation: 岡山・倉敷芸文館
  • Year and Date: 2011-12-09
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるオーキシン転写制御機構の役割 (2011)
  • Author(s): 加藤大貴, 石崎公庸, 河内孝之
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都・国際会館
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] 基部陸上植物ゼニゴケにおける概日時計関連因子の比較ゲノム解析 (2011)
  • Author(s): 久保田茜, 喜多祥吾, 久保田佐綾, 村中智明, 石崎公庸, 大和勝幸, 青木摂之, 小山時隆, 河内孝之
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都・国際会館
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] 基部陸上植物の光応答～フィトクロムを介した光形態形成の分子機構- (2011)
  • Author(s): 石崎公庸, 井上佳祐, 保坂将志, 片岡秀夫, 大和勝幸, 河内孝之
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会
  • Place of Presentation: 東京・東京大学駒場キャンパス(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] Transgenesis of the liverwort Marchantia polymorpha and its application to developmental genetics (2011)
  • Author(s): Ishizaki K, Masuda A, Saida Y, Ueda M, Yamato KT, Kohchi T
  • Organizer: XVIII International Botanical Congress
  • Place of Presentation: Merbourne, Australia(招待講演)
  • Year and Date: 2011-07-25
• [Remarks] 参考として所属する研究室HPのURLを下に示す。
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/plantmb/