2021 Fiscal Year Research-status Report
Specification of leaf base by a signal from the shoot apical meristem in rice
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20K06679
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Research Institution | Miyagi University |
Principal Investigator |
鳥羽 大陽 宮城大学, 食産業学群, 講師 (10585160)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 基部-先端パターン形成 / OsBOP遺伝子 |
Outline of Annual Research Achievements |
植物の器官は,基部-先端, 中央-周縁, 向軸-背軸の3つの軸に沿ったパターン形成を行う。 申請者は, 基部-先端パターン形成のモデルとしてイネの葉における葉身と葉鞘の器官分化について,解析を行っている。これまでの研究から, 基部-先端パターン形成のごく初期に基部側で発現を開始し,基部組織の分化に必須の役割をはたすOsBLADE-ON-PETIOLE (OsBOP) 遺伝子を見つけている。 本年度は,葉の基部-先端パターン形成に影響を与える新規遺伝子に着目し,その遺伝子とOsBOP 遺伝子との関連について研究を行った。イネは実生の初めの3枚から4枚は幼若期の特徴を有し,その後の葉とは形態的に異なる。イネ植物体の示す表現型を詳しく観察した結果,新規アリルを持つ個体では,幼若期における葉の形成よりも,成熟期における葉の形成において顕著にその形態が対照区と比較して異なることが明らかになった。OsBOP遺伝子は,幼若期で発現が高く,成熟期になると発現が低下する。その特徴に着目し,遺伝子発現解析を行ったところ,葉の形態的変化とOsBOP遺伝子発現とは,相関しない可能性が示された。この可能性をより詳細に検証するため,OsBOPの遺伝子発現パターンを観察するために蛍光タンパク質を用いたマーカー系統を作出している。本年度は, そのマーカー系統を用いて,葉形態の違いを生じさせる背景にある仕組みをより詳細解析する準備を進めた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では,イネの葉の発生に注目し,基部側運命を決定する仕組みに迫ろうとしている。計画した実施内容では,葉の形成における既知のOsBOP遺伝子を制御しうる因子の証拠を明らかにする予定であったが,想定した以上にOsBOP遺伝子を含めた葉の形成に関わる遺伝子の関連性が複雑であり,直接的に実証することができていない。その一方でOsBOP遺伝子に加えて,新規遺伝子アリルについての情報が得られ。この点で次年度以降の研究に期待が持てると考えている。
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Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画の想定よりも解釈が困難な結果が得られつつある。しかし,次年度は当初計画どおりに実験を進め, 今はまだ実験データを得られていない側面を確実に埋めていく方針である。 具体的には, 既知の葉の形成因子OsBOPと新たな遺伝子との関係を明らかにするために, OsBOP変異体との多重変異体を作出し, その遺伝的関係を明らかにする。また, 新規アリルの効果が遺伝的に優性か劣性かによって, 解釈が変わると想定されるので, 遺伝様式を明らかにする。 以上の内容に加えて, 植物発生学的側面において, 葉の基部運命決定時に細胞レベルで起こっている現象をより深く理解するための実験も計画している。
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