メリステムの維持と相転換の機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14036219
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 荒木 崇 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00273433)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 光知 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20343238)
• Keywords: 頂端分裂組織 / 成長相変換 / クロマチン構築 / 花成 / 光周性 / 花成遺伝子 / シロイヌナズナ

Research Abstract

本研究では、頂端分裂組織の維持と相変換の機構を明らかにすることを目的として、(1)頂端分裂組織の維持におけるクロマチン複製・後生的制御の役割、(2)頂端分裂組織の相転換の制御機構の二つに焦点を当てて研究を進めた。
(1)では、2つのASF1遺伝子(ASF1A, ASF1B)について、T-DNA挿入変異体を得た。解析の結果、これらはnull変異体であると判断した。いずれの変異体も明瞭な表現型異常は示さなかったことから、二重変異体、飴3変異体との多重変異体の表現型の解析を進めている。変異体の解析と並行して生化学的な解析も進め、ヒストンH3,H4との結合能を確認し、ASF1BがCAF-1の第二サブユニット(FAS2)と結合することも確認した。
(2)では、農業生物資源研究所との共同研究によって、光周期→CO/Hd1遺伝子→FT/Hd3a遺伝子という経路が、シロイヌナズナとイネという、系統的にも日長反応性においても大きく異なる2つの植物で保存されていることを明らかにし、論文として発表した。また、FT遺伝子から花成の実行に至る過程が全く未知であることを踏まえ、この過程を明らかにするために、FT遺伝子の下流で機能する遺伝子の解析を進めている。そのような遺伝子の侯補として、FD遺伝子を遺伝学的に同定し、ついで、ポジショナルクローニングをおこなった。その結果、FD遺伝子はbZIP型転写因子をコードすること、発芽直後から非常に低レベルで構成的に発現し、光周期による制御を受けないことが明らかになった。また、FD蛋白質とFT蛋白質は酵母細胞内で相互作用しうることが明らかになった。FT蛋白質は蛋白質間相互作用により、何らかの機構でFD蛋白質の活性を調節し、FD蛋白質はAPI遺伝子のような花芽分裂組織の運命決定に関わる遺伝子の転写を制御する、という仮説を立て、検証を進めている。

Research Products

• [Publications] Kojima, Shoko (小島晶子): "Hd3a, a rice ortholog of the Arabidopsis FT gene, promotes transition to flowering downstream of Hd1 under short-day condition"Plant & Cell Physiology. 43巻10号. 1096-1105 (2002)
• [Publications] 荒木 崇: "長日植物における花成制御 理解の現状と未解決の課題"蛋白質核酸酵素. 47巻8号. 1535-1540 (2002)
• [Publications] 日本光合成研究会(編): "光合成事典 (分担執筆)"学会出版センター (未定(印刷中)). (2003)