維管束植物の複葉と葉の起源の分子遺伝学的基盤の研究

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20570083
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 上原 浩一 Chiba University, 大学院・園芸学研究科, 助教 (20221799)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三位 正洋 千葉大学, 大学院・園芸学研究科, 教授 (30093074) ; 塚谷 裕一 東京大学, 理学系研究科, 教授 (90260512) ; 伊藤 元己 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (00193524)
• Keywords: 遺伝子 / 植物 / 進化 / KNOX / LEAFY / 葉

Research Abstract

本研究は葉の形態形成で重要な役割を持ち,植物において普遍的な機能を司るKNOX遺伝子,LEAFY相同遺伝子に着目し,維管束植物の大葉形成の制御機構の進化について特に単葉と複葉の形態制御の面から明らかにする事を目的とする.研究代表者らのリアルタイムPCRによる解析の結果シダ植物ではLFYにより制御されていることが明らかとなってきている.そこでシダ植物の葉形態形成におけるこれらの遺伝子の過剰発現トラシスジェニック植物の作出,およびRNA干渉をもちいた発現抑制を行い形成される葉の形態を確認,シダ植物の単葉・複葉の形態形成における葉形態形成機能を特定することを目的とした.本研究を遂行するにあたりKNOX,LFYのシダ植物における機能を明らかにする必要がある.しかし,シダ植物の形質転換系は未だ有効な系が確立されていない.シダ植物の形質転換系の確立は本研究テーマのみならず,植物の進化や分子遺伝学の発展に大きな恩恵をもたらすと考えられる.そこで本研究ではシダ植物リュウキュウトリノスシダをもちいて形質転換系を確立することを目指した.20年度はアグロバクテリウを用いた形質転換系の確立は出来なかったが,エレクトロポレーションによる形質転換を目指しカルスの作成と再分化系の確立に成功した.21年度はカルスと無菌植物体からのプロトプラスト形成,プロトプラストからのカルス形成,再分化に成功した.そこで,本年前半には形質転換系を確立する.また,シダ植物でモデル植物となることが期待されるミズワラビについても形質転換系を確立させる.得られた形質転換プロトコールに従って葉形成にかかわるLFY,KNOX遺伝子の機能解析を進めたい.