2014 Fiscal Year Research-status Report
イネ無胚乳変異体の解析による多核胚乳形成機構の解明
| Project/Area Number |
25450005
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
服部 束穂 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (10164865)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | イネ / 胚乳 / 核 / 細胞分裂 / アリューロン細胞 / デンプン性胚乳 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
人類の主要な栄養源である種子胚乳は、極めて特異な様式で発生する。重複受精によって生じた3nの核相をもつ胚乳原核は、細胞質分裂を伴わずに分裂を続け、多核体を経て胚乳組織が形成される点である。しかし、イネの胚乳初期発生に関しては、組織・細胞学的知見がある一方、その制御に関わる遺伝学・分子遺伝学的知見は極めて少ない。本研究は、胚乳初期発生に異常を持つイネ無胚乳変異体の解析を通して胚乳初期発生の制御機構に関する知見を深化させることを目的とする。
当初計画のenl3変異体の解析を昨年度断念した代わりに新規に同定したenl7変異体の解析を進めた。enl7の種子は、殆ど胚乳が発達しないレベルから、表面にはしわや凹凸、くびれなどの外見上の異常を示すがある程度の発達を示すものまで異常の程度に大きな幅を示す。本年度は共焦点レーザー顕微鏡観察を中心とした解析を行った。比較的よく発達する変異体種子でも、胚乳細胞数は顕著に減少していが、特に発達の程度が悪い種子では、発生初期（野生型で3-4DAFの段階）以降の細胞分裂が停止し、細胞の肥大と細胞死が起きていた。よって変異体では胚乳発生初期の細胞分裂の速度低下や停止が起こっていると考えられた。比較的発達のよい10 DAFおよび乾燥種子のenl7胚乳外層ではアリューロン（AL）様細胞の層数の増加や細胞分裂面の乱れが観察されるとともに高度に液胞化した細胞や細胞死を起こした細胞が、分化したデンプン性胚乳（SE）細胞との間に観察され、外層での分裂能を持ったSE前駆細胞形成が進まず、液胞化や細胞死、あるいは複数層のAL様細胞形成が起こっているものと推測された。ENL7は胚乳外層における細胞の分裂・分化に重要な働きをする遺伝子であると予測され、ENL7の分子的同定によりイネ胚乳発生初期における細胞分裂・分化の制御機構に関する有益な知見が得られることが期待される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
enl3変異体の解析は断念せざるを得なかったが、新規に同定したenl7変異体の解析が進んだ。
|
| Strategy for Future Research Activity |
enl7変異原因遺伝子の分子的同定と機能解析を進める。
|
| Causes of Carryover |
次世代シーケンサーの試薬系バージョンアップが遅れ、解析を翌年度に回したためその分の相当する予算を保留した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
すでに次世代シーケンサのバージョンアップ試薬が利用可能になったため、27年度はじめに解析を開始する。保留した予算をこれにあてる。
|
-
[Journal Article] Rice SNF2 family helicase ENL1 is essential for syncytial endosperm development.2015
Author(s)
Hara, T., Katoh, H., Ogawa, D., Kagaya, Y., Sato, Y., Kitano, H., Nagato, Y., Ishikawa, R., Ono, A., Kinoshita, T., Takeda, S. and Hattori, T.
-
Journal Title
Plant J.
Volume: 81
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Cell-by-cell developmental transition from embryo to postgermination phase revealed by heterochronic gene expression and ER-body formation in Arabidopsis leafy cotyledon mutants.2014
Author(s)
Yamamoto, A., Yoshii, M., Murase, S., Fujita, M., Kurata, N., Hobo, T., Kagaya, Y., Takeda, S. and Hattori, T.
-
Journal Title
Plant Cell Physiol.
Volume: 55
Pages: 2112-2125
DOI
Peer Reviewed
-
[Presentation] Characterization of rice seed mutants --- toward identification of mutated loci using NGS.2014
Author(s)
1.Kurotani, K., Katoh, H., Suzuki, T., Kobayashi, Y., Kobayashi, Sato, Y., Nagato, Y., Kitano, H., Yoon, I.S., Takeda, T. and Hattori, T.
Organizer
XII France-Japan Workshop on Plant Science 2014 -Plant Responses to Environment
Place of Presentation
Tokyo
Year and Date
2014-10-27 – 2014-10-29
-
[Presentation] Rice ENDOSPERMLESS1, an SNF2 family chromatin remodeling helicase, plays an essential role in nuclear proliferation during syncytial endosperm development in rice.2014
Author(s)
2.Katoh, H., Hara, T., Ogawa, D., Kagaya, Y., Sato, Y., Kitano, H., Nagato, Y., Ishikawa, R., Ono, A., Kinoshita, T., Kruotani, K., Miyata, Y., Nishio, M., Kojima, S., Takeda, S. and Hattori, T.
Organizer
XII France-Japan Workshop on Plant Science 2014 -Plant Responses to Environment
Place of Presentation
Tokyo
Year and Date
2014-10-27 – 2014-10-29
Invited
