2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Multidimensional Exploration of Logics of Plant Development |
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| Project/Area Number |
25113009
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
河内 孝之 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋村 正樹 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00432708)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 植物発生 / 植物環境応答 / ゼニゴケ / 陸上植物進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物進化の基部に位置する苔類ゼニゴケを用いた分子遺伝学的な解析によって陸上植物進化を軸に発生ロジックの抽出を目指す。植物の発生制御系と環境識別系をつなぐ分子の実体を理解するため、光と植物ホルモンに依存した発生過程の制御を明らかにする。重要な植物ホルモンであるオーキシンの制御系の解析を進める。また、フィトクロムやフォトトロピンといった光受容体による制御機構にも注目する。これらの解析を通じて、変動する陸上環境に適応した植物の可塑的な成長・分化を可能にする仕組みを解明する。
ゼニゴケは、オーキシンを介した転写制御系因子 (TIR1/AFB、AUX/IAA、ARFs) を、冗長が低い形で保持する。タンパク質安定型変異を導入したMpIAAを用いた解析によって、ゼニゴケは最低限のセットを用いて多様なオーキシン応答を制御できることがわかった。このことから、遺伝子の冗長性のみが応答の多様性の原因ではなく、細胞ごとの応答能の違いが関与する可能性を提示した。また、オーキシン生合成、受容体、転写因子の機能を評価し、オーキシン応答への関与を明らかにした。
ゼニゴケの青色光受容体フォトトロピンの葉緑体定位や背腹性決定における役割を明らかにした。ゼニゴケは、光合成生物の間で高い保存性を示すフォトトロピンを1分子種のみコードした。タンパク質は光受容能をもち、また、光依存的にリン酸化された。蛍光タンパク質を利用した可視化および細胞分画の実験によって、細胞内では細胞質膜に局在することがわかった。遺伝子破壊系統の解析から、集合、逃避、暗黒での葉緑体定位運動に機能することがわかった。また、青色光依存的な背腹性にも機能することがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画計画うち、本年度に実施予定の研究の大部分は着実に進展したため。学会発表および論文発表を行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の変更や問題点はない。
基本的には研究計画に添って研究を進める。着手した研究を確実にまとめて、論文として発表していく。
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[Journal Article] Auxin-mediated transcriptional system with a minimal set of components is critical for morphogenesis through the life cycle in Marchantia polymorpha2015
Author(s)
Kato, H., Ishizaki, K., Kouno, M., Shirakawa, M., Bowman, J. L., Nishihama, R., and Kohchi, T.
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Journal Title
PLOS Genet.
Volume: 11
Pages: e1005084
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Phytochrome-mediated regulation of cell division and growth during regeneration and sporeling development in the liverwort Marchantia polymorpha2015
Author(s)
Nishihama, R., Ishizaki, K., Hosaka, M., Matsuda, Y., Kubota, A., and Kohchi, T.
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Journal Title
J. Plant Res.
Volume: 128
Pages: 407-421
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Phototropin encoded by a single-copy gene mediates chloroplast photorelocation movements in the liverwort Marchantia polymorpha L.2014
Author(s)
Komatsu, A., Terai, M., Ishizaki, K., Suetsugu, N., Tsuboi, H., Nishihama, R., Yamato, K. T., Wada, M., and Kohchi, T.
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Journal Title
Plant Physiol.
Volume: 166
Pages: 411-427
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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