2018 Fiscal Year Annual Research Report
Genetic regulation of stem cell maintenance during axillary bud formation in rice
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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 / 幹細胞 / イネ / メリステム / 分げつ / TAB1 / FON2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腋芽形成過程における幹細胞の確立と恒常性維持の制御機構を明らかにすることを目指し、メリステム関連遺伝子に着目して研究を行った。
まず、腋芽形成過程のいつ幹細胞が確立されるかを特定するため、イネの幹細胞マーカーの発現パターンを解析した結果、腋芽形成の初期過程において、幹細胞マーカーの発現が開始することを明らかにした。また、腋芽メリステムの形成過程が異常となる tillers absent1 (tab1) 変異体を用いた解析から、腋芽形成の初期過程において一過的に発現する TAB1 の機能が、確立されたばかりの幹細胞の運命を維持するために必要であることを明らかにした。次に、幹細胞運命の抑制因子を同定するため、花メリステムの幹細胞運命の抑制因子として知られている FLORAL ORGAN NUMBER2 (FON2) 遺伝子に着目した。fon2 変異体では、野生型と比較して、腋芽形成の初期過程における幹細胞マーカーの発現領域が顕著に拡大していたことから、FON2 が、腋芽形成過程において幹細胞運命の抑制因子として働いていることが示唆された。その他にも、fon2 において TAB1 の発現領域が拡大することを明らかにし、FON2 は、腋芽形成の初期過程において、TAB1 の発現を負に制御することで幹細胞集団を一定のサイズに維持していることを明らかにした。
今回明らかになったイネの TAB1-FON2 経路だが、シロイヌナズナにおいては、同様な WUS-CLV3 のシグナル伝達経路が、茎頂メリステムにおいて幹細胞維持を担っている。一方、イネの茎頂メリステムでは、TAB1は発現していない。本研究結果から、シロイヌナズナの茎頂メリステムで使われている幹細胞維持のシグナル経路が、イネの進化の過程で、腋芽形成という非常に限られた発生ステージにおいて役割を果たすようになったと考えている。
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[Journal Article] BELL1-like homeobox genes regulate inflorescence architecture and meristem maintenance in rice.2019
Author(s)
Ikeda T., Tanaka W., Toriba T., Suzuki C., Maeno A., Tsuda K., Shiroishi T., Kurata T., Sakamoto T., Murai M., Matsusaka H., Kumamaru T., and Hirano H.-Y.
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Journal Title
Plant J.
Volume: 印刷中
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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