胚形成と分裂組織形成の分子機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10182101
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岡田 清孝 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50101093)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 宗隆 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (50202130) ; 松岡 信 名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 教授 (00270992) ; 福田 裕穂 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10165293) ; 荒木 崇 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00273433) ; 篠崎 一雄 理化学研究所, ライフサイエンス筑波研究センター, 主任研究員 (20124216)
• Keywords: 胚形成 / 分裂組織 / 制御遺伝子 / 植物器官形成 / シロイヌナズナ / ヒャクニチソウ / イネ / 突然変異体

Research Abstract

本研究の目的は、植物の分裂組織から器官が分化する過程を支配する遺伝的制御の機構を理解することである。平成11年度の研究成果は以下の通りである。岡田は、シロイヌナズナの花芽分裂組織の維持に必要なFIL遺伝子をクローニングし、この遺伝子が葉や花器官の外側の決定に関わっていることを示した。FIL遺伝子は側生器官の裏表の軸形成を支配する遺伝子であると考えられる。また、シロイヌナズナの4枚のがく片のうち、横方向の2枚のがく片の形成が抑制されるprs突然変異体からPRS遺伝子を単離し、この遺伝子がWUS遺伝子に似た転写因子をコードしていること、葉や花原基と花芽分裂組織の横側の領域で特異的に発現していること、を見いだした。PRS遺伝子は側生器官の縦横方向の軸に依存した器官の成長を支配する遺伝子と考えられる。荒木は、シロイヌナズナの頂端分裂組織の形成を支配するFAS1およびFAS2遺伝子の機能発現機構を詳細に解析した。またFr遺伝子の解析から、FT遺伝子が栄養成長から生殖成長への相変換の主要制御遺伝子であることを示した。柿本はサイトカイニンの受容と細胞内情報伝達系にかかわるCKI2およびMSH遺伝子を単離してシグナル伝達の機能を解析した。篠崎は植物細胞の分裂と伸長の制御にかかわる細胞内情報伝達系遺伝子、特にイノシトールリン脂質を介した伝達に関わる遺伝子、MAPキナーゼカスケードに関わる遺伝子を多数単離して機能を解析した。杉山は培養細胞から茎または根の分裂組織を再構築する機構に関わる遺伝子を解析した。また、新たな温度感受性突然変異体を多数分離した。福田はファージディスプレイ法と抗体を用いてヒャクニチソウの維管束細胞間相互作用に関わる制御因子を解析した。また、維管束パターンが異常な突然変異体を単離した。松岡はシュートの分化を支配するイネの遺伝子や胚のシュート形成を支配する遺伝子を解析した。これらの研究成果は、学術雑誌に論文を発表した他に、国内外の学会やシンポジウムで報告した。

Research Products

• [Publications] S. Sawa: "FILAMENTOUS FLOWER controls formation and development of inflorescence and floral meristem of Arabidopsis thaliana"Plant Cell. 11. 69-86 (1999)
• [Publications] S. Sawa: "Molecular Characterization of a meristem and organ identity gene of Arabidopsis, FILAMENTOUS FLOWER, encoding a zinc-finger and a HMG related domains"Gene & Development. 13. 1079-1088 (1999)
• [Publications] Y. Kobayashi: "A pair of related genes with antagonistic roles in mediating flowering signals"Science. 286. 1960-1962 (1999)
• [Publications] Kasuga, M.: "Improving plant drought, salt, and freezing tolerance by gene transfer of a single stress-inducible transcription factor"Nature Bio. Tech.. 17. 287-291 (1999)
• [Publications] Tokuji, Y.: "A rapid method for transformation of carrot (Daucus carota L.) by using direct somatic embryogenesis"Biosci. Biothchnol. Biochem.. 63. 519-523 (1999)
• [Publications] Sato, Y.: "Loss-of function mutations in the rice homebox gene, OSHI5, affect the architecture of internodes resulting in dwarf plants"EMBO J.. 18. 992-1002 (1999)