Regulatory mechanism of stem cell establishment during axillary bud formation in rice

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16160
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Tanaka Wakana 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 助教 (10725245)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 腋芽分裂組織 / ブランチ / 幹細胞 / TILLERS ABSENT1 (TAB1) / イネ (Oryza sativa)

Outline of Final Research Achievements

We conducted a molecular genetic analysis using a model monocot, rice (Oryza sativa) to elucidate the mechanisms of axillary bud formation that gives rise to vegetative branches. First, we revealed that TAB1-FON2 pathway is important for stem cell maintenance during axillary bud formation, and that both TAB1 and FON2 negatively regulate expression of WOX4, a close paralog of TAB1. Next, we found that OSH1 acts downstream of TAB1 to maintain undifferentiated cells during the process of axillary bud formation. Furthermore, we revealed that OsCYCD3;1, a member of D-type cyclins, plays an important role in maintaining the activity of the axillary meristem.

Free Research Field

植物発生遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物の形態形成を理解する上で、側枝をつくりだす腋芽の新生機構を明らかにすることは非常に重要であるが、従来、腋芽新生に着目した研究は十分に行われていなかった。したがって、本研究により、腋芽新生に関わる複数の遺伝子や、それらの関係性が明らかになった点に、学術的意義があると考える。また、イネの側枝形成は穂数（米収量）を決定することから、本研究成果は、将来的にはイネの品種改良の基盤になり得るものであり、この点から社会的意義も高いと考えられる。