2016 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms of cell cycle control during the dormancy to growth transition in axillary buds
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26440135
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
佐藤 佐江 (志水佐江) 国立遺伝学研究所, 実験圃場, 特任研究員 (90397472)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 頂芽優勢 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無傷の植物では、頂芽が優先的に成長し腋芽の成長は抑制されている。この現象は頂芽優勢と言われ植物生理学では最も古くから知られている現象の一つである。傷害により頂芽が損傷して成長することが不可能になると、休眠中の腋芽は頂芽に代わって直ちに成長を始める。このように、腋芽は状況に応じて休眠・成長、言い換えるならば、細胞分裂の休止・進行を制御している。本研究は、休眠中の腋芽に特異的に存在し、腋芽の細胞周期の休止と進行のカギとなる「細胞周期進行を抑制するタンパク質の制御機構」の解明を目的とする。
細胞周期を抑制するカギタンパク質である「サイクリン依存性キナーゼ阻害タンパク質（ICK）」に着目し、ICKタンパク質と相互作用するタンパク質群の挙動を解析した。その結果、休眠中、及び成長を開始した腋芽内で常にICKタンパク質と結合していること、オーキシン、サイトカイニン、プロテオソーム阻害剤などの影響を受けないことが明らかになった。
また、枝分かれの制御機構を分子遺伝学的に解析することを試みた。これまでに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ている。そこで、環境が再生茎の発生に与える影響を解析した結果、青刈りするタイミング、青刈りする位置などが影響を与えることが明らかになった。
一方、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→活動期への相転移が起こっている。メリステム活性の最も基本となる制御機構は、受粉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ネットワークの解明を行った。その結果、幾つかの転写因子などが重要な働きをしていることを明らかにできた（研究発表雑誌論文１）。
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