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2011 Fiscal Year Annual Research Report

根系構築の基礎となる根端メリステムの発生機構

Planned Research

Project AreaPlant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
Project/Area Number 19060006
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

深城 英弘  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80324979)

Keywords根端メリステム / シロイヌナズナ / 側根形成 / オーキシン / 分子遺伝学
Research Abstract

維管束植物の根系構築の分子機構を明らかにする目的で、モデル植物シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)を用いた分子遺伝学・生理学的手法により、根の発生・分化に関わる因子の解析を進めた。今年度の主な成果を以下に挙げる。(1)側根形成開始が阻害されたLBD16-SRDX植物の解析から、LBE16を含む複数のLBD/ASLsが側根形成開始の内鞘非対称分裂を正に制御することを明らかにした。(2)LBD16標的遺伝子TOLS1(Target of LBD Sixteen;機能未知タンパク質をコード、側根創始細胞で特異的に誘導)、およびTOLS2(機能未知新規タンパク質をコード)の解析を進めた。その結果、TOLS1が側根形成の促進に、TOLS2が側根形成の抑制に関与することがそれぞれ示唆された。(3)新たに単離したshy2/iaa3機能獲得変異体の解析から、SLR/IAA14-ARF7-ARF19による側根形成開始制御の後に、SHY2/IAA3-ARFモジュールを介したオーキシン応答が側根原基発達と出現を制御することが判明した。(4)側根メリステムを維持できないfba1-4変異体(プラスチド型Fructose 1,6-bisphosphate aldolase 1の欠損変異体)を用いた接木実験や、根でFBA1を発現させたfba1-4変異体の解析結果から、根で働くFBA1が主根や側根のメリステム維持に必要なことが示された。(5)fwr変異体は小胞輸送で重要な役割を果たすGNOM遺伝子のミスセンス変異により側根形成開始が特異的に阻害される。側根形成能が回復するfwrのサプレッヅサー変異体を解析したところ、原因遺伝子としてオーキシン合成・輸送に関係する因子を同定した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、維管束植物の根系構築の分子機構を明らかにする目的で、モデル植物シロイヌナズナを用いた分子遺伝学・生理学的手法により、根の発生・分化に関わる因子の解析を進めた。本年度は、シロイヌナズナの側根形成開始において、SLR/IAA14-ARF7-ARF19オーキシンシグナリングモジュールを介した転写制御の下流でLBD16を含む複数のLBD/ASLタンパク質が側根形成開始時における内鞘細胞の非対称分裂を正に制御することを見出し、論文公表した(Goh et al.,2012,Development)。他の変異体・因子の解析もほぼ順調に進展したが、fmrサプレッサー変異体については、変異系統数が十分でないので、さらにスクリーニングを行い増やす必要がある。

Strategy for Future Research Activity

今後、根の発生・分化に関わる因子の解析として、以下の点について重点的に研究を進める。(1)LBD16標的遺伝子の機能解析を進め、側根創始細胞の非対称分裂の促進に働く経路と、側根形成開始部位の近傍での側根の形成抑制(側方抑制)に働く経路の分子カスケードを明らかにする。(2)fba1変異による根の糖代謝への影響について調べ、表現型との関係を明らかにする。(3)新たなfwrサプレッサー変異体をさらに同定するとともに、既に見つかったサプレッサー変異体の原因遺伝子については、GNOMを介した側根形成への関与の有無を明らかにする。

  • Research Products

    (24 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (18 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] The establishment of asymmetry in Arabidopsis lateral root founder cells is regulated by LBD16/ASL18 and related LBD/ASL proteins.2012

    • Author(s)
      Goh, T., Joi, S., Himura, T., Fukaki, H.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 139 Pages: 883-893

    • DOI

      doi:10.1242/dev.071928

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of root greening by light and auxin/cytokinin signaling in Arab idopsis.2012

    • Author(s)
      Kobayashi, K., Baba, S., Obayashi, T. Sato, M., Toyooka, K., Keranen, M., Aro, E. -M, Fukaki, H., Ohta, E., Sugimoto K., Masuda T.
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 24 Pages: 1081-1095

    • DOI

      doi:10.1105/tpc.111.092254

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analyzing lateral root development : hoW to move forward.2012

    • Author(s)
      De Smet, I., White, P., Bengough, A. G., Dupuy, L., Parizot, B., tasimiro, I. He ids tra, R., Laskowski, M., Lepetit, M., Hochholdinger, F., Draye, X., Broadley, M., Peret, B, Zhang, H., Hammond, J. P., Fukaki, H., Mooney, S., Lynch, J. P., Nacry, P., Schurr, U., Bennett, M., Laplaze, L., Ben fey, P and Beecknan, T.
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 24 Pages: 15-20

    • DOI

      doi:10.1105/tpc.111.094292

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ニチニチソウ細胞における二次代謝産物の合成と液胞機能の解析2012

    • Author(s)
      山本浩太郎、大西美輪、姉川彩、七條千津子、山崎真巳、深城英弘、三村徹郎
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] フィトクロムによるトマト芽生えのフック巻込みには胚乳因子が必要である2012

    • Author(s)
      兼平清江、松村茉里子、姉川彩、大西美輪、深城英弘、三村徹郎、橋本徹、七條千津子
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] シロイヌナズナの根がリン酸増加に応答する機構2012

    • Author(s)
      岡田和哉、大西美輪、七條千津子、深城英弘、三村徹郎
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] The role of SHY2/IAA3-mediated auxin signaling in Arabidopsis lateral root formation.2012

    • Author(s)
      Tatsuaki Goh, Hiroyuki Kasahara, Tetsuro Mimura, Yuj i Kamiya,
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] 側根形成能が顕著に低下するシロイヌナズナfewer roots変異体のサプレッサー変異体の単離と解析2012

    • Author(s)
      池上聡、郷達明、三村徹郎、深城英弘
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] シロイヌナズナ根の放射パターン形成に関与するRLF遺伝子の解析2012

    • Author(s)
      半田華奈子、郷達明、三村徹郎、深城英弘
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] 根端メリステムの維持に異常を不すシロイヌナズナfbal変異体の解析2012

    • Author(s)
      森本剛司、前田貴史、郷達明、中島敬二、三村徹郎、小川健一、深城英
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] 落葉性木本植物のリン酸分配・転流機構の解析2012

    • Author(s)
      栗田悠子、馬場啓一、大西美輪、姉川彩、七條千津子、深城英弘、三村徹郎
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] 植物液胞のボストゲノム解析2012

    • Author(s)
      姉川彩、大西美輪、杉山裕子、七條千津子、深城英弘、Hatcher Patrick
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] 液胞エンジニアリングによる液胞代謝動態の解析2012

    • Author(s)
      大西美輪、姉川彩、Bo Bur la、七條千津子、Enrico Martinoa、深城英弘、三村徹郎
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      20120316-20120318
  • [Presentation] シロイヌナズナ根端メリステムの形成・維持の制御機構2011

    • Author(s)
      深城英弘
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(招待講演)
    • Year and Date
      20110917-20110919
  • [Presentation] 側根形成開始における細胞分裂の非対称性の制御2011

    • Author(s)
      郷達明, 城井駿平, 三村徹郎, 深城英弘
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110917-20110919
  • [Presentation] 高等植物のリン酸分配・転流機構の解析:草本・木本植物の比較2011

    • Author(s)
      栗田悠子、馬場啓一、大西美輪、七條千津子、深城英弘、三村徹郎
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110917-20110919
  • [Presentation] 急激な温度降下で生じるセントポーリア葉の細胞死2011

    • Author(s)
      角浜憲明、大西美輪、七條千津子、深城英弘、三村徹郎
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110917-20110919
  • [Presentation] 食虫植物タヌキモ(Utricularia Vulgaris)の捕虫機構における外部栄養塩の影響2011

    • Author(s)
      谷口裕志、公手晃太郎、埜中賢悟、大西美輪、七條千津子、深城英弘、三村徹郎
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110917-20110919
  • [Presentation] 根端メリステムの維持に異常を示すシロイヌナズナfbal変異体の解析2011

    • Author(s)
      森本剛司、前田貴史、郷達明、三村徹郎、小川健一、深城英弘
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110917-20110919
  • [Presentation] 根の放射パターン形成に異常を示すシロイヌナズナrlf変異体の解析2011

    • Author(s)
      半田華奈子、郷達明、三村徹郎、深城英弘
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20110917-20110919
  • [Presentation] The establishment of asymmetry in Arabidopsis lateral root founder cells is regulated by auxin-indue ible LBD/ASL proteins.2011

    • Author(s)
      Hidehiro Fukaki
    • Organizer
      The 3rd Korea-Japan Young Plant Scientist Symposium
    • Place of Presentation
      POSTECH, Korea(招待講演)
    • Year and Date
      20110900
  • [Book] 高等研報告書1004「細胞履歴に基づく植物の形態形成」2011

    • Author(s)
      鎌田博,他(分担)
    • Total Pages
      156
    • Publisher
      財団法人国際高等研究所
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.edu.kobe-u.ac.jp/fsci-biol/satff/h-fukaki.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/fsci-fukaki/fukaki/fukaki_laboratory.html

URL: 

Published: 2014-07-16  

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