2016 Fiscal Year Research-status Report
イネの腋芽形成過程における幹細胞の確立と維持の制御機構の解明
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16K18563
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 若奈 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10725245)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 腋芽メリステム / pre-meristem zone / 幹細胞 / TAB1 / 側枝 / 分げつ / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）イネの腋芽形成の初期状態“pre-meristem”の特性の解明
イネの腋芽形成過程におけるサイトカイニンシグナルの機能を調べることを目的として，サイトカイニン合成に関わる LOG，LOG-like 遺伝子に着目した．log 変異体と 2 つの log-like 変異体を入手し，これらの腋芽の表現型を観察したが，腋芽形成に異常は認められなかった． log 変異体と tab1 変異体との二重変異体作製ための交配を行った．
（２）イネの腋芽形成に特有な幹細胞制御機構の解明
イネの腋芽形成過程において働く 2 つの WOX 遺伝子の機能分化のメカニズムを明らかにするために，コンストラクト作製や形質転換などを行った．また，既知の幹細胞抑制因子に着目し，イネの腋芽形成過程における発現パターンおよび変異体の表現型を解析した．これら因子の変異体と tab1変異体との二重変異体作製ための交配を行った．
（３）腋芽形成を制御する新たな因子の同定
側枝形成が阻害される 9つ の新規突然変異体について，腋芽の内部形態を，透明化法と切片作製により観察した．その結果，全ての変異体において，腋芽メリステムが形成されていたが，そのうち 2 つの変異体については，形態的な異常が認められた．1 つの目の flat axillary meristem (fam) 変異体では，野生型よりも若干扁平な腋芽メリステムが観察されたことから，腋芽メリステムの未分化性の維持などに異常が生じている可能性が考えられた．2 つの目の abnormally elongated prophyll (aep) 変異体では，異常に伸長した prophyll が観察された．現在，これら 2 つの変異体の原因遺伝子を単離するためのラフマッピングを行っている．1 つの変異体については，おおよその染色体座上位置を特定した．
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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
全体的にほぼ計画どおりに進めることができた．（１）の log (log-like) 単独変異体で表現型の異常が現れなかった点については，予想通りであった．（２）については，当初の計画通り，コンストラクト作製と形質転換を終え，現在は植物が再分化してくることを待っている状態である．（３）については，当初は 9 変異体を単離していたが，腋芽形成が異常になっている可能性の高い２つの変異体にしぼることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）のサイトカイニン合成に関わる LOG，LOG-like 遺伝子の解析については，単独変異体で表現型の異常が現れなかった原因として，機能の冗長性が考えられる．今後は，CRISPR-CAS9 システムを利用して log の多重変異体を作製し，表現型を解析する予定である．log tab1 変異体との二重変異体についても解析を行う．
（２）については，これから再分化してくる個体の表現型を解析する．また，発現パターンを明らかにした幹細胞抑制因子の変異体の表現型を詳細に解析する． tab1 変異体との二重変異体についても表現型を解析する予定である．
（３）においては，腋芽形成過程に異常が生じている可能性の高い 2 つの変異体，fam 変異体と aep 変異体について，腋芽の発生過程の組織学的解析や，腋芽メリステムのマーカー遺伝子の発現パターン解析などによって，表現型の特徴づけを行う．原因遺伝子のおおよその染色体座上位置を特定した変異体については，次世代シークエンサーによって塩基配列の解析を行う．
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