2016 Fiscal Year Annual Research Report
単子葉植物イネを用いた葉の初期発生メカニズムの解明
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15J06957
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安居 佑季子 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | イネ / 葉 / 発生 / 維管束 / OsWOX4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
OsWOX4はイネの茎頂分裂組織で機能し、葉原基でも発現する。本研究は、OsWOX4に着目し、イネの葉の初期発生を明らかにすることを目的としている。
本研究では、誘導系のOsWOX4ノックダウン株を用いて解析を行っている。前年度までに、葉における機能解析に適した、一過的なノックダウンの系を確立し、OsWOX4がイネの葉の発生を多面的に制御することを示していた。今年度は、その中で維管束に重点を置き解析を進めた。細胞の形態が明確な木部細胞に着目したところ、OsWOX4がノックダウンすることで、木部分化が著しく阻害される一方で、維管束のイニシエーション自体は大きく影響されないことが示唆された。そこで次に、OsWOX4が維管束分化のどこに機能しているかを明らかにすることを考えた。シロイヌナズナの先行研究では維管束発生を制御する経路が提唱されている。そこで、経路に関わる遺伝子のイネのオーソログだと考えられる遺伝子の発現を解析した。In situ hybridizationにより、発現パターンを調べた結果、それらの遺伝子は、イネにおいても維管束で特異的に発現していた。また、OsWOX4を一過的にノックダウンさせた植物において、同様に発現パターンを調べた結果、OsWOX4をノックダウンさせたことで、植物ホルモンであるサイトカイニンに影響を与える遺伝子の発現が著しく低下していることが明らかになった。サイトカイニンは維管束イニシエーション後の維管束発生に役割を持つと考えられる。このため、この遺伝子発現の結果はOsWOX4をノックダウンさせた時に見られる表現型とも一致する。
また前年度に行ったトランスクリプトームのデーター解析を進め、OsWOX4の下流因子の有力な候補を得た。現在、その遺伝子の機能の解析を進めており、機能抑制変異体において植物の発生に関わる興味深い表現型を見出している。
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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
前年度に明らかにしていた葉におけるOsWOX4の多面的な機能の中で、維管束における機能を詳細に進めることができた。形態的な観察から、OsWOX4は維管束イニシエーション後の維管束発生に役割を持つことが考えられた。また、シロイヌナズナで維管束初期発生に関わる遺伝子のオーソログの発現解析を行い、OsWOX4が発現を制御する遺伝子をつきとめた。シロイヌナズナにおいてOsWOX4のオーソログであるWOX4は確立された維管束メリステムの細胞増殖に機能することが示されている。このことから、イネにおいて、OsWOX4はより早い段階からの維管束発生に機能を持っていることが考えられる。さらにトランスクリプトームのデーター解析から、OsWOX4の下流因子として有力候補を絞り、その候補遺伝子の機能抑制変異体で面白い表現型が出ることを発見することができた。この遺伝子の機能解析を進めることで、OsWOX4がどのように植物の発生を制御しているかを明らかにしていけると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、OsWOX4のノックダウンによりホルモン含有量がどう変化するかを、ホルモン定量により解析を進めている。今後は、今回明らかになってきた詳細なOsWOX4の機能、マイクロアレイの結果、そしてホルモン量への影響を踏まえ、多面的に葉の発生を制御するOsWOX4の機能の全体像に迫っていきたいと考えている。また、マイクロアレイの結果からOsWOX4の有力な下流候補としている遺伝子については、さらなる機能解析を進める。また、OsWOX4の機能とこの遺伝子との関係性も含め、植物の発生をどのように制御しているかを明らかにする。
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Research Products
(5 results)
