Elucidation of the function of genes regulating development and morphogenesis in rice.

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03745
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Science in genetics and breeding
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Hirano Hiroyuki 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00192716)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 発生・分化 / メリステム / 葉の発生・形態形成 / 分げつ / 腋芽形成 / 遺伝子 / 翻訳制御 / イネ (Oryza sativa)

Outline of Final Research Achievements

Understanding of the function of genes regulating plant development is essential for the improvement of crops based on morphological characters by molecular breeding. In this study, we aimed to elucidate the molecular mechanisms underlying development of rice (Oryza sativa), which is an important crop and is suitable for molecular genetics. Using morphological mutants, we identified several new genes responsible for leaf morphogenesis and axillary shoot (tiller) formation, and revealed their molecular functions and their roles in these developmental events. In addition, we found a key gene that regulate differentiation and activity of leaf cells at the early developmental stage, and elucidated a gene network involved in the maintenance of stem cells during axillary meristem formation.

Free Research Field

植物発生遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は，イネの葉の形態形成や分げつ機構の理解を深めるのみでなく，その機能をシロイヌナズナなどの真正双子葉植物と比較することより，遺伝子機能の共通性や独自性の理解も進むことが期待される。したがって，本研究はイネという単独の植物の発生機構の理解にとどまらず，被子植物の発生や遺伝子機能の進化などの理解にも貢献すると考えられる。
また，分げつ形成は穂の数の制御に直結し，葉のサイズや形態は光合成機能とも関わってくる。したがって，イネの発生機構の理解は，作物としてのイネの形態改変にも重要な知見を与えることになり，品種改良による収量増産など農業にも貢献すると考えられる。