腋芽の成長・休眠を制御する細胞周期制御機構の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26440135
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐藤 佐江 (志水佐江) 名古屋大学, 生命農学研究科, 研究員 (90397472)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 分枝機構 / 細胞周期制御機構

Outline of Annual Research Achievements

植物資源の生産性向上は急務の課題であり、植物の生産性に直結している「植物の枝分かれ機構の解明」は一つの有力な戦略と考えられる。枝分かれの制御機構は腋芽細胞の細胞周期の休止と進行と捉えることができる。そこで本研究課題では、「サイクリン依存性キナーゼ阻害タンパク質（ICK）」に着目した解析を行っている。平成26年度では抗ICK抗体の調製、及び組織学的解析を行った。平成27年度では抗ICK抗体カラムを調製し、腋芽内でICKタンパク質と相互作用しているタンパク質の同定を試みた。その結果、ICKタンパク質と相互作用するタンパク質を同定することができた。休眠中、及び成長を開始した腋芽内での挙動を解析した結果、そのタンパク質は休眠中、成長中いずれもICKタンパク質と結合していることが明らかになった。
休眠している腋芽が分化・成長を行うには、細胞周期の制御と同時にメリステム活性の休止期→活動期への相転移が起こっていると考えられる。メリステム活性の最も基本となる制御機構は、受精直後の胚発生時に形成されることが知られている。そこで、受粉後３日後のイネの胚において発現している遺伝子群を同定し、その遺伝子群の発現様式を明らかにすることにより、メリステム活性を作り出している遺伝子群の解明を試みた。その結果、イネの胚において頂部、基部、中心部、縁部などに特異的に発現する遺伝子群を同定することができた。
他方、枝分かれの制御機構を分子遺伝学的に解析することを同時に試みている。平成26年度の解析により、イネの幼穂発達時期に青刈りし再生茎の発生に異常を示す変異体候補を得ることができたので、平成27年度では再現性の確認と表現型の観察を行った。その結果、再現性を確認できた変異株も存在した。また同時に、再生茎の発生には環境要因も大きいことが明らかになった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

抗ICK抗体を用いた解析結果、候補となるタンパク質を同定することができた。
また、腋芽のメリステム活性を制御していると考えられる候補遺伝子群を単離することができた。
枝分かれ異常を示すイネ変異株候補を同定することができた。

Strategy for Future Research Activity

抗ICK抗体を用いた解析では、ICKタンパク質と相互作用するタンパク質を同定することができたが、休眠中、及び成長を開始した腋芽内での挙動に差が見られなかった。今年度は、抗ICK抗体カラム精製の条件検討を行うことにより、ICKタンパク質と相互作用するタンパク質をさらに同定する。
枝分かれ異常を示す変異株候補の表現型を詳細に解析する。同時に、青刈り後の腋芽成長に影響を与える環境要因について明らかにする。