2012 Fiscal Year Annual Research Report
シロイヌナズナ花茎組織癒合での一過的メリステム機能獲得における遺伝子ネットワーク
Publicly Offered Research
| Project Area | Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs |
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| Project/Area Number |
23012005
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
佐藤 忍 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70196236)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 茎 / オーキシン / 癒合 / 転写因子 / ジャスモンサン / 細胞壁 |
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| Research Abstract |
植物は環境応答の一つとして、傷害を受けた際に組織の再生・癒合を行うことが知られている。これまでに我々は、シロイヌナズナの花茎を部分的に切断すると、主として髄組織の細胞が切断3日後から細胞分裂を開始し、約7日間で癒合すること、この癒合過程にはオーキシンの極性輸送が必須であることを報告している。また、シロイヌナズナ切断花茎の癒合部における遺伝子発現を網羅的に解析し、癒合過程前半期では、転写因子・細胞分裂及び植物ホルモンの合成・情報伝達に関連する遺伝子が、癒合過程中～後半期では、細胞壁の分解・合成に関連する遺伝子が特異的に発現上昇していることを示した。これら遺伝子群の中から、癒合過程前半期で特異的に発現するNAC型転写因子ファミリー及びERF/AP2型転写因子ファミリーに属する遺伝子に注目して解析を行った結果、傷の上部ではオーキシンがせき止められて溜ることによってNAC型転写因子のANACO71が誘導され、一方、傷の下部ではオーキシンが枯渇することによってAP2型転写因子のRAP2.6Lが誘導されることが明らかとなった。それぞれの遺伝子発現はエチレンとジャスモン酸によっても調節されることから、シロイヌナズナ切断花茎の組織癒合過程では、花茎切断によって生じた植物ホルモンのシグナリングが、これらの転写因子の発現を介して、細胞分裂・細胞壁代謝等の遺伝子発現を制御している可能性が考えられた。細胞壁に関連する遺伝子としては、エクスパンシン(EXP10)が切断処理後1日目に上昇し、その後減少するが、EXP10は切断後すぐに起こる髄細胞の形態変化に関与している可能性が考えられた。また切断後3日目にはXTH20がオーキシンおよびANACO71によって制御を受けて傷の上部で発現のピークを示し、XTH20は3日目から始まる髄細胞の分裂と成長に関与しているものと思われる。その他、糖転移酵素(FUT3)やマトリックスメタロプロテーゼ(NMP)等の遺伝子発現も上昇するが、それらも含めて、現在、細胞壁関連遺伝子群の機能解析を進めている。
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