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2015 Fiscal Year Annual Research Report

花序と花の構築ロジックの解明

Planned Research

Project AreaMultidimensional Exploration of Logics of Plant Development
Project/Area Number 25113008
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

平野 博之  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00192716)

Project Period (FY) 2013-06-28 – 2018-03-31
Keywords発生・分化 / 花序構築 / 小穂 / 花 / メリステム / 遺伝学 / 遺伝子 / イネ
Outline of Annual Research Achievements

イネの花序は,穂軸,ブランチ,小穂から構成され,小穂は小花(花)と外穎や内穎などいくつかの側生器官から成る.本研究は,この高い階層性を持つイネの花序の構築および花の発生ロジックを解明することを目的としている.fon2変異を昂進する変異体 (fon2 enhancer 2B-424),一次ブランチが偽輪生の表現型を示すpvp1, 小穂の形態異常を示すtol変異体 (wadより改名)やfsp1変異体などを用いて,発生遺伝学的研究を行った.
FON2は花メリステムの幹細胞維持の負の制御因子であり,fon2変異体では花メリステムが肥大する結果,花器官数が増加する.2B-424系統はfon2変異を昂進する変異体の一つである.昂進変異の原因遺伝子を同定した結果,クラスC遺伝子のOsMADS3に機能喪失型の変異が起きていることが判明した.この研究により,FON2とOsMADS3が共同して花メリステムの有限性を制御していること,OsMADS3が花メリステムの維持制御にも関わっていることが明らかとなった (Yasui et al. 2017).
tol変異体の表現型を詳細に解析し,この変異体では小穂の左右相称性がそこなわれ,対称軸が2つ形成されるようになること,その原因はメリステム増大や部分的な活性低下であることを明らかにした (Sugiyama et al. 2016).fsp1変異体の原因遺伝子の単離を試みたところ,メリステム維持に関わるFON1遺伝子に変異が起きていることが示された.fsp1の小穂には,fon1小穂に見られる異常に加えて他の表現型が現れることから,未知の第2の遺伝子に変異が生じている可能性が示唆された.
PVP1に関しては,この遺伝子の近縁パラログであるPVP2と併せて解析を行い,これら2つの遺伝子が穂の構築に冗長的に作用していることを明らかにし,メリステム機能との関連を解析中である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

fon2 enhancer に関しては,2B-424と1B-280の2つの変異系統の解析を進めている.2B-424については,原因遺伝子の単離や昂進遺伝子の機能解析などが完了し,大きな成果が得られた.その成果は論文として公表した.1B-280に関しても,順調に研究は進んでおり,メリステムの幹細胞維持の新たな因子が同定されている.fon2 enhancer に関しては,予想を上回って研究が進展している.
tol1に関しては発生遺伝学的な解析結果を,論文としてまとめ,発表した.原因遺伝子の同定にも成功しているが,tol1変異は,同定した遺伝子以外にも変異が生じている可能性があり,今後の研究の展開は慎重に行う必要がある.
PVP1やPVP2に関しても,順調に研究が進んでいる.

Strategy for Future Research Activity

fon2 昂進変異体1B-280 と PVP1, PVP2遺伝子の研究を,重点的に推進する.1B-280とpvp1変異体の原因遺伝子は単離されているので,相補性検定やCRISPR-Cas9方による遺伝子ノックアウトにより,その確認をとる.1B-280 に関しては,トランスクリプトーム解析解析を行い,メリステム維持に関わる遺伝的ネットワークを解明する.PVP1とPVP2に関しては,花序メリステムやブランチメリステムにおけるこれら遺伝子の機能を明らかにする.いずれのテーマも,できれば今年度中に論文としてまとめて,投稿したいと考えている.

  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Genetic enhancer analysis reveals that FLORAL ORGAN NUMBER2 and OsMADS3 cooperatively regulate maintenance and determinacy of the flower meristem in rice.2017

    • Author(s)
      Yasui, Y., Tanaka, W., Sakamoto, T., Kurata, T., and Hirano, H.-Y.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 00 Pages: 00-00

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx038

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Polar patterning of the spikelet is disrupted in the two opposite lemma mutant in rice.2016

    • Author(s)
      Sugiyama, S.-H., Tanaka, W., and Hirano, H.-Y.
    • Journal Title

      Genes Genet. Syst.

      Volume: 91 Pages: 193-200

    • DOI

      10.1266/ggs.16-00014

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Genetic analysis of mutants responsible for narrow leaf phenotype and reduced vein number.2016

    • Author(s)
      Kubo, F.C., Yasui, Y., Kumamaru, T., Sato, Y., and Hirano, H.-Y.
    • Journal Title

      Genes Genet. Syst.

      Volume: 91 Pages: 235-240

    • DOI

      10.1266/ggs.16-00018

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] イネのTOB1 様 YABBY 遺伝子は全ての生殖成長期のメリステムを制御する2017

    • Author(s)
      田中若奈, 鳥羽大陽,平野博之
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] イネの葉におけるOsWOX4の維管束分化に対する機能2017

    • Author(s)
      安居 佑季子, 平野 博之
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] fon2-3表現型を昂進する変異の同定とその原因遺伝子の機能解析2016

    • Author(s)
      安居 佑季子, 田中 若奈, 坂本 智昭, 倉田 哲也, 平野 博之
    • Organizer
      日本育種学会 第130回 講演会
    • Place of Presentation
      鳥取大学(鳥取県鳥取市)
    • Year and Date
      2016-09-24 – 2016-09-25
  • [Presentation] 小穂の器官配置に異常が生じる変異体 two opposite lemma (tol) の解析2016

    • Author(s)
      杉山茂大, 田中若奈, 鳥羽大陽, 坂本智昭, 倉田哲也, 平野博之
    • Organizer
      日本育種学会 第130回 講演会
    • Place of Presentation
      鳥取大学(鳥取県鳥取市)
    • Year and Date
      2016-09-24 – 2016-09-25
  • [Presentation] イネの葉の形態形成におけるオーキシン作用の解析2016

    • Author(s)
      久保文香, 安居佑季子, 平野博之
    • Organizer
      日本育種学会 第130回 講演会
    • Place of Presentation
      鳥取大学(鳥取県鳥取市)
    • Year and Date
      2016-09-24 – 2016-09-25
  • [Presentation] イネの段階的な腋芽形成を制御する遺伝子の解析2016

    • Author(s)
      田中若奈, 平野博之
    • Organizer
      日本遺伝学会第88回大会
    • Place of Presentation
      日本大学国際関係学部(静岡県三島市)
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [Presentation] イネ floral organ number2 変異を亢進する変異体の解析2016

    • Author(s)
      鈴木千絵,佐藤大輔,田中若奈,平野博之
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] イネ小穂の発生を制御する遺伝的機構とジャスモン酸作用2016

    • Author(s)
      廣川拓也, 佐藤大輔,田中若奈,黒谷賢一,畑中彩希,高牟禮逸朗,武田真, 平野博之
    • Organizer
      日本育種学会 第129回講演会
    • Place of Presentation
      横浜市立大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Remarks] 進化遺伝学研究室: Publication

    • URL

      http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/hirano/EvoGenet_3/Japanese.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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