環境変動下における生存戦略としての栄養繁殖機構の解析

• Project Area: Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes
• Project/Area Number: 25119711
• 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: Kobe University
• Principal Investigator: 石崎 公庸 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00452293)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 植物メリステム / 分化全能性 / 発生制御 / 転写制御 / 低分子量Gタンパク質 / 植物 / 栄養繁殖 / クローン / 遺伝子 / 発生・分化 / 進化

Outline of Annual Research Achievements

栄養繁殖は、交配を介さず葉や茎などの栄養器官からクローン個体を直接増殖させる繁殖様式である。本研究では、植物における栄養繁殖器官の発生メカニズムの解明を目的とし、陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケの栄養繁殖をモデルに解析している。
本年度、以下の成果が得られた。①ゼニゴケの栄養繁殖器官（杯状体および無性芽を含む組織）で特異的に発現上昇が見られるR2R3－MYB型転写因子をコードするGCAM1およびGCAM2を見出した。②相同組換えに基づくジーンターゲティング法により作出した機能欠失変異体の解析などから、GCAM1およびGCAM2が、それぞれゼニゴケの栄養繁殖器官の発生制御に必須の役割を持つことを明らかにした。興味深いことにGCAM1とGCAM2の相同遺伝子は、それぞれ陸上植物に広く保存され、被子植物では茎と葉の間に形成される芽（腋芽）の形成に重要であることが複数の植物種で示されている。GCAM1とGCAM2の解析から、植物に共通する繁殖体発生の共通制御メカニズムの解明につながる知見が得られると考えている。③杯状体内部での無性芽発生を欠損するkarappo2(kar2)変異体について、植物Rho型GTPaseの活性を制御するPRONE型GEFをコードする遺伝子KARAPPO2(KAR2)を原因遺伝子として同定した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Stomatal guard cells co-optedan ancient ABA-dependent desiccation survival system to regulate stomatal closure (2015)
  • Author(s): Lind, C., Dreyer, I., López-Sanjurjo, E.J., von Meyer, K., Ishizaki, K., Kohchi, T., Lang, D., Zhao, Y., Kreuzer, I., Al-Rasheid, K.A.S., Ronne, H., Reski, R., Zhu, J.K., Geiger, D. and Hedrich, R.
  • Journal Title: Current Biology Volume: 30 Issue: 7 Pages: 928-935
  • DOI: 10.1016/j.cub.2015.01.067
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Arachidonic acid-dependent carbon-eight volatile synthesis from wounded liverwort (Marchantia polymorpha) (2015)
  • Author(s): Kihara, H., Tanaka, M., Yamato, K.T., Horibara, A., Yamada, A., Kita, S., Ishizaki, K., Kajikawa, M., Fukuzawa, H., Kohchi, T., Akakabe, Y. and Matsui, K.
  • Journal Title: Phytochemistry Volume: 107 Pages: 42-49
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2014.08.008
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phytochrome-mediated regulation of cell division and growth during regeneration and sporeling development in the liverwort Marchantia polymorpha (2015)
  • Author(s): Nishihama, R., Ishizaki, K., Hosaka, M., Matsuda, Y., Kubota, A., and Kohchi, T.
  • Journal Title: J. Plant Res. Volume: 128 Issue: 3 Pages: 407-421
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0724-9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Auxin produced by the indol-3-pyruvic adid pathway regulates development and gemmae dormancy in the liverwort Marchantia polymorpha (2015)
  • Author(s): Eklund, M.D., Ishizaki, K., Flores-Sandoval, E., Kikuchi, S., Takebayashi, Y., Tsukamoto, S., Hirakawa, Y., Nonomura, M., Kato, H., Kouno, M., Bhalerao, R.P., Lagercrantz, U., Kasahara, H., Kohchi, T. and Bowman, J.L.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Phototropin encoded by a single-copy gene mediates chloroplast photorelocation movements in the liverwort Marchantia polymorpha (2014)
  • Author(s): Komatsu, A., Terai, M., Ishizaki, K., Suetsugu, N., Tsuboi, H., Nishihama, R., Yamato, K.T., Wada, M., and Kohchi, T.
  • Journal Title: Plant Physiol. Volume: 166 Issue: 1 Pages: 411-427
  • DOI: 10.1104/pp.114.245100
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Co-option of a photoperiodic growth-phase transition system during land plant evolution. (2014)
  • Author(s): Akane Kubota, Shogo Kita, Kimitsune Ishizaki, Ryuichi Nishihama, Katsuyuki T. Yamato, Takayuki Kohchi
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 : 3668 Issue: 1 Pages: 3668-3668
  • DOI: 10.1038/ncomms4668
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of the MpEF1α and CaMV35 promoters for application in Marchantia polymorpha overexpression studies (2014)
  • Author(s): Althoff, F., Kopischke, S., Zobell, O., Ide, K., Ishizaki, K., Kohchi, T. and Zachgo, S.
  • Journal Title: Transgenic Research Volume: 23 Issue: 2 Pages: 235-244
  • DOI: 10.1007/s11248-013-9746-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Essential role of the E3 ubiquitin ligase NOPPERABO1 in schizogenous intercellular space formation in the liverwort Marchantia polymorpha. (2013)
  • Author(s): Ishizaki, K., Mizutani, M., Shimamura, M., Masuda, A., Nishihama, R. and Kohchi, T.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 25 Pages: 4075-4084
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subfunctionalization of sigma factors during the evolution of land plants based on mutant analysis of liverwort (Marchantia polymorpha L.) MpSIG1. (2013)
  • Author(s): Ueda, M., Takami, T., Peng, L., Ishizaki, K., Kohchi, T., Shikanai, T. and Nishimura, Y.
  • Journal Title: Genome Biology and Evolution Volume: 5 Issue: 10 Pages: 1836-1848
  • DOI: 10.1093/gbe/evt137
  • NAID: 120005373074
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of four nuclear-encoded plastid RNA polymerase sigma factor genes in the liverwort Marchantia polymorpha: blue-light- and multiple stress-responsive SIG5 was acquired early in the emergence of terrestrial plants. (2013)
  • Author(s): Kanazawa T, Ishizaki K, Kohchi T, Hanaoka M, Tanaka K.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. Volume: 54 Issue: 10 Pages: 1736-1748
  • DOI: 10.1093/pcp/pct119
  • Peer Reviewed
• [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
• [Presentation] Vegetative propagation: development of asexual progenies from vegetative tissue (2015)
  • Author(s): Kimitsune Ishizaki
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会 シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • Invited
• [Presentation] R2R3－MYB型転写因子GCAM1は苔類ゼニゴケの杯状体形成を制御する (2015)
  • Author(s): 塚本成幸、菅谷友美、大和勝幸、西浜竜一、久保浩義、七條千津子、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [Presentation] 高見英幸、塚本成幸、増田晃秀、七條千津子、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸 (2015)
  • Author(s): 高見英幸、塚本成幸、増田晃秀、七條千津子、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [Presentation] 無性芽形成異常変異体karappo2における変異原因遺伝子の同定 (2015)
  • Author(s): 樋渡琢真、山口勝司、重信秀治、澤進一郎、深城英弘、三村徹郎、河内孝之、石崎公庸
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [Presentation] ゼニゴケから見えてきた栄養繁殖と腋芽発生の共通制御メカニズム (2014)
  • Author(s): 石崎公庸
  • Organizer: 日本植物学会第78回大会
  • Place of Presentation: 明治大学 生田キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
  • Invited
• [Presentation] ゼニゴケの栄養繁殖器官で発現するR2R3型MYB遺伝子の単離と機能解析 (2014)
  • Author(s): 塚本成幸、菅谷友美、大和勝幸、山口勝司、重信秀治、西浜竜一、七條千津子、久保浩義、河内孝之、深城英弘、三村徹郎、石崎公庸
  • Organizer: 日本植物学会第78回大会
  • Place of Presentation: 明治大学 生田キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [Presentation] コケ植物配偶体における器官発生の分子遺伝学 (2014)
  • Author(s): 石崎公庸
  • Organizer: イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2014
  • Place of Presentation: 東京大学弥生講堂一条ホール
  • Year and Date: 2014-07-11 – 2014-07-12
  • Invited
• [Presentation] コケ植物における無性芽の発生と休眠 (2014)
  • Author(s): 石崎公庸
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学 五福キャンパス
  • Invited
• [Presentation] ゼニゴケ研究地平への投射：オーキシン信号伝達を例に (2014)
  • Author(s): 河内孝之、加藤大貴、西浜竜一、大和勝幸、石崎公庸
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学 五福キャンパス
• [Presentation] 苔類ゼニゴケにおける転写因子レパートリー (2014)
  • Author(s): 白川一、井上佳祐、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学 五福キャンパス
• [Presentation] Gemma and gemma-cup development in Marchantia polymorpha (2013)
  • Author(s): Kimitsune Ishizaki
  • Organizer: International Marchantia Workshop 2013
  • Place of Presentation: Buln Buln Cabins, Victoria, Australia
• [Remarks] 神戸大学大学院理学研究科 石崎研究室ウェブサイト PUBLICATION
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/fsci-ishizaki/publication.html