茎頂分裂組織の相転換制御ロジックの解明

• Project Area: Multidimensional Exploration of Logics of Plant Development
• Project/Area Number: 26113512
• 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: Yokohama City University (2015); Nara Institute of Science and Technology (2014)
• Principal Investigator: 田岡 健一郎 横浜市立大学, 付置研究所, 特任助教 (00467698)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2015: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2014: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 花成 / フロリゲン / ジャガイモ / イネ / 塊茎形成 / アンチフロリゲン / 茎頂分裂組織

Outline of Annual Research Achievements

RCN1-3の３重RNAi植物の表現型解析から、一次枝こう数やえい花数の有意な減少やHd3a過剰発現体に似た花序形態形成の異常が観察されたが、花成の有意な遅延は観察されなかった。そこで、すべてのRCN遺伝子（RCN1-4）の4重RNAi植物を作製し、その表現型解析をおこなったところ、有意なえい花数の減少と花成促進が観察された。これは、花芽分化や花成時期決定において、RCNが冗長的にHd3a活性を抑制していることを示唆している。RCNとHd3aの複合体形成における競合関係について、競合的in vitro pulldown assayを行なったところ、４つのRCNの間で14-3-3に対する結合能に大きな差はなく、RCN3はHd3aより５倍程度強く14-3-3に結合しうることが明らかになった。フロリゲン様FTタンパク質（StSP6A）は、14-3-3依存的にジャガイモの栄養繁殖器官である塊茎の形成促進に働くことから、Hd3aとRCNによるイネ茎頂分裂組織の分化バランス制御と類似の分子機構が塊茎形成制御にも働いていると予想された。ジャガイモ形質転換体を用いたジャガイモRCNホモログの解析から、ジャガイモRCNホモログがイネ花成と同様に14-3-3依存的に塊茎形成を抑制していることが明らかになった。
茎頂分裂組織におけるRCNとHd3aの共局在解析や、GFP融合RCNとHd3aの維管束から茎頂分裂組織への選択・非選択輸送経路の解析から、フロリゲンとアンチフロリゲンの競合バランスによる生殖成長制御モデルの分子基盤が得られるだろう。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] フロリゲン受容体の発見とその後 (2016)
  • Author(s): 辻寛之、田岡健一郎
  • Journal Title: KAGAKU TO SEIBUTSU Volume: 54 Issue: 5 Pages: 358-364
  • DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.54.358
  • NAID: 130006772548
  • ISSN: 0453-073X, 1883-6852
• [Presentation] ジャガイモ塊茎形成制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 田岡健一郎、張禎日、高橋賢多、齋藤亜美、清水かなえ、島本功
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 横浜市立大学
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] ジャガイモ塊茎形成制御におけるTFL1ホモログの役割 (2016)
  • Author(s): 田岡健一郎、高橋賢多、齋藤亜美、張禎日、島本功
  • Organizer: 日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岩手大学上田キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] チューベリゲンによるジャガイモ塊茎形成制御の分子機構 (2015)
  • Author(s): 田岡健一郎、張禎日、高橋賢多、齋藤亜美、清水かなえ、島本功
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Presentation] チューベリゲンによるジャガイモ塊茎形成制御の分子機構 (2015)
  • Author(s): 田岡健一郎、張禎日、高橋賢多、齋藤亜美、清水かなえ、島本功
  • Organizer: 日本ナス科コンソシアム年会（JSOL2015）
  • Place of Presentation: 明治大学生田校舎
  • Year and Date: 2015-09-04
• [Presentation] イネTFL1ホモログRCNの花序形態形成制御における機能 (2015)
  • Author(s): 鈴木美穂、田岡健一郎、石川理恵、島本功
  • Organizer: 第５６回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [Book] The Enzymes vol. 35 (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Tsuji, Ken-ichiro Taoka
  • Total Pages: 284
  • Publisher: Elsevier