温度感受性突然変異体を用いた苗条再分化機構の遺伝学的解析

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07270201
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉山 宗隆 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50202130)
• Keywords: 温度感受性突然変異体 / シロイヌナズナ / 器官再分化 / 苗条再分化 / 不定根 / RFLP / 増殖能 / cdc2

Research Abstract

本研究では、植物の器官再分化の基本機構の理解を目指して,シロイヌナズナの苗条および根再分化に関する温度感受性突然変異体を利用した遺伝学的解析を行った。シロイヌナズナの根あるいは胚軸断片をカルス誘導培地(CIM)で数日間培養後、苗条誘導培地(SIM)に移植すると苗条が,発根誘導培地(RIM)に移植すると不定根が形成されるが、まずこのような器官再分化を指標としたスクリーニングにより、8系統(srd1、srd2、srd3、rrd1、rrd2、rrd3、rrd4、rrd5)の温度感受性変異体を単離した。RFLP解析により、SRD1〜3遺伝子はいずれも第1染色体上に存在することが示された。主としてsrd変異体の解析結果に基づき、器官再分化の枠組みを説明するモデルを提示した。本モデルでは、組織の生理状態としてIC(器官再分化能なし)、CR(根再分化能あり)、CSR(苗条および根再分化能あり)の3つを想定し、胚軸はICの状態からCIMでの前培養中にCRを経てCSRに到るのに対し、根ははじめからCRの状態にあり前培養中にCSRになると考える。このとき、SRD1はCSRから苗条形成に到る段階に、SRD2はICからCRに到る段階とCSRから苗条形成に到る段階の両方に、SRD3はCRからCSRに到る段階にそれぞれ関与すると考えられる。また、srd2変異体の増殖特性を詳細に調べ、ICとCRが増殖能の有無でも区別され、SRD2遺伝子の働きが増殖能の獲得に必要であることを見出した。さらに、p34^<cdc2>キナーゼの遺伝子cdc2aの新規発現にSRD2が関与することを示し、cdc2a遺伝子の発現が細胞増殖そのものではなく増殖能を規定していることを示唆した。

Research Products

• [Publications] Yasushi Sato: "Separation and characterization of the isoenzymes of wall-bound peroxidase from Zinnia cells during tracheary element differentiation." Planta. 196. 141-145 (1995)
• [Publications] Richard W.Joy IV: "Cloning and characterization of polyphenol oxidase cDNAs of Phytolacca americana." Plant Physiology. 107. 1083-1089 (1995)
• [Publications] Koichi Kakegawa: "Regulation of anthocyanin biosynthesis in cell suspension cultures of Vitis in relation to cell division." Physiologia Plantarum. 94. 661-666 (1995)
• [Publications] Masahiko Kobayashi: "Isolation of cDNAs encoding GTP cyclohydrolase II for Arabidopsis thaliana." Gene. 160. 303-304 (1995)
• [Publications] Munetaka Sugivama: "Possible involvement of DNA-repair events in the transdifferentiation of mesophyll cells of Zinnia elegans into tracheary elements." Journal of Plant Research. 108. 351-361 (1995)
• [Publications] 杉山 宗隆: "植物苗条再分化にかかわる温度感受性突然変異体." バイオサイエンスとインダストリー. 53. 529-531 (1995)