シュートメリステムの機能に着目したイネの葉の分化機構の解明

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20248001
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 長戸 康郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10143413)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 純一 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (30345186)
• Keywords: イネ / 突然変異 / SAM / ADL遺伝子 / PLA遺伝子 / 葉パターン / NDL1遺伝子 / WAF1遺伝子

Research Abstract

葉の極性に関与する変異体の遺伝子単離と表現型解析
昨年度葉身が形成されず、葉鞘のみとなるneedle 1 (ndl1)変異体を同定した。これは第3葉くらいまで葉身のない葉を分化した後、葉身のある葉を分化するが、やがて枯死するものである。このような葉の基部-頂部パターンに異常を示す変異体はこれまで報告されていないので、葉のパターン制御機構を明らかにする上で非常に重要な変異体である。indica品種KasalathとのF2集団を用いてポジショナルクローニングを進めた結果、NDL1遺伝子は転写因子をコードしていることが明らかになった。現在発現パターンの解析などを進めている。
シュートメリステムと葉原基発生の遺伝的制御機構の解明
wavy leaf 1(waf1)は、発芽後波打つような異常な葉を形成するが、やがて枯死する変異体である。シュートメリステム(SAM)は扁平になり、その未分化細胞は失われる。葉間期は正常であるため、このことは、葉原基によりSAMの細胞が消費され、SAM自体が消失することを示唆している。MAF1遺伝子はシロイヌナズナのHEN1のオーソログで、small RNAの制御に関わっていることを明らかにし、論文として公表した。
葉の成熟速度を負に制御し、その結果葉間期を正に制御するPLA2に関して、野生型にゲノム遺伝子を導入したハイコピー変異体を作成した。ハイコピー変異体は、葉間期が長くなるとともに、葉も長くなった。葉の変形である穎(外穎、内穎)も長くなり(大きくなり)、結果として種子も大きくなった。

Research Products

• [Journal Article] Ovule is a lateral organ finally differentiated from the terminating floral meristem in rice (2011)
  • Author(s): Yamaki, S., Nagato, Y., Kurata, N., Nonomura, KI.
  • Journal Title: Develop, ental Biology Volume: 351 Pages: 208-216
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Abe, M., Yoshikawa, T., Nosaka, M., Sakakibara, H., Sato, Y., Nagato, Y.and Rob, J.I.(2010) WAVYLEAF 1, an ortholog of Arabidopsis HEM, regulates shoot development by maintaining microRNA and trans-acting siRNA accumulation in rice (2010)
  • Author(s): Abe, M., Yoshikawa, T., Nosaka, M., Sakakibara, H., Sato, Y., Nagato, Y., Itoh, J.I.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 154 Pages: 1335-1346
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mappring and characterization of the rice gene, CLUB-SHAPED EMBRYO3, CLE3. (2010)
  • Author(s): Imamura, K.Nagato, Y., Matsuoka, M., Kitano, H., Sazuka, T
  • Journal Title: Rice Genetics Newsletter Volume: 25 Pages: 127-129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Studies of sodium bypass flow in lateral rootless mutant Lrt1, Lrt2 and crown rootless mutant Crll of rice (Oryza sativa L.) (2010)
  • Author(s): Faiyue, B., Vijayalakshim, C., Nawaz, S., Nagato, Y., Taketa, S., Ichii, M., Al-Azzawi, Flowers, T.
  • Journal Title: Plant Cell Environment Volume: 33:00:00 Pages: 687-701
  • Peer Reviewed
• [Presentation] イネのvegetative phase changeに関わる変異体の解析 (2011)
  • Author(s): 田中伸裕・伊藤博紀・千徳直樹・榊原均・井澤毅・伊藤純一・長戸康郎
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 横浜市立大学
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] リボソームタンパク遺伝子がイネの初期生育に及ぼす影響 (2011)
  • Author(s): 細木渉・伊藤純一・長戸康郎
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 横浜市立大学
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] plastochron変異体のホルモン応答性と原因遺伝子の過剰発現 (2010)
  • Author(s): 三村真生・伊藤純一・長戸康郎
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 秋田県立大学
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] イネSLENDER LEAF1遺伝子の解析 (2010)
  • Author(s): 吉川貴徳・伊藤純一・長戸康郎
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 秋田県立大学
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Presentation] イネの多様な発生突然変異と農業形質 (2010)
  • Author(s): 長戸康郎
  • Organizer: 第49回ガンマーフィールドシンポジウム
  • Place of Presentation: 水戸市
  • Year and Date: 2010-07-14