2011 Fiscal Year Annual Research Report
イネ茎頂分裂組織構築のエピジェネティック制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs |
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| Project/Area Number |
23012014
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐藤 豊 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (40345872)
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| Keywords | イネ / 茎頂分裂組織 / 小分子RNA / 発生・分化 / 植物 / 遺伝学 / siRNA / 胚 |
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| Research Abstract |
高等植物の形作りの主要な場である茎頂分裂組織は胚発生の過程で形成され、その機能が維持されることにより植物の持続的な成長を支えている。多様なメリステム構築制御を理解するために、イネにおいて茎頂分裂組織の形成を制御する小分子RNAシグナルの「生成・伝播・受容・分化を誘導/維持する遺伝子発現」といった一連のシステムを明らかにすることが本研究の目的である。
本特定領域研究におけるこれまでの申請者らの研究によりSHL遺伝子がta-siRNA以外にも非遺伝子領域に由来するsiRNAの合成をゲノムワイドに制御することが明らかになった。このことはshl変異体ではsiRNAが関わるエピジェネティカルな遺伝子発現変化が生じている事を示唆している。そこで、本研究ではta-siRNA合成経路のコンポーネントによるゲノムワイドなsiRNA合成機構を明らかにすると共に、これらの小分子RNAを介した茎頂分裂組織構築に関わる転写因子のエピジェネティカルな遺伝子発現制御機構を明らかにする。これまでの解析からsh1/sho変異体においてNRPD2b(PolIV/Vを構成するサブユニットの一つをコードする遺伝子)の発現が上昇していることが明らかになっている。このことから、NRPD2bが茎頂分裂組織構築に関与することが予想された。そこで、NRPD2bを含むすべてのPol IV/Vのlargestならびに2nd largestサブユニットをコードする遺伝子のRNAiラインを作成した。形質転換個体の表現型を観察したが、sho/shl変異体に類似した表現型は観察できなかった。一方、ta-siRNAの標的遺伝子であるETTINの機能解析も同時に進めた。その結果、イネに4つあるETTIN遺伝子のうちETT3がシュート構築に重要な役割を果たしている証拠を見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目標である茎頂分裂組織の形成を制御する小分子RNAシグナルの「生成・伝播・受容・分化を誘導/維持する遺伝子発現」といった一連のシステムを明らかにすることにむけて、ETT3 遺伝子が鍵となることを見いだした。今後ETT3 の解析に集中し研究期間内に大きな成果が見込めるからから。
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| Strategy for Future Research Activity |
ETT3遺伝子の詳細な機能解析に向けて以下の実験を計画している。
・OsETT3の誘導過剰発現を行い、個体レベルでOsETT3の過剰発現効果を確認する。
・OsETT3の転写部位とta-siRNAによる制御を受ける場所を明らかにする。
・OsETT3が結合する標的DNA配列が他のOsETTと異なることを確かめる。
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[Journal Article] RSS1 regulates the cell cycle and maintains meristematic activity under stress conditions in rice2011
Author(s)
Daisuke Ogawa, Kiyomi Abe, Akio Miyao, Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara, Megumi Mizutani, Haruka Morita, Yosuke Toda, Tokunori Hobo, Yutaka Sato, Tsukaho Hattori, Hirohiko Hirochika, Shin Takeda
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 2
Pages: 278
Peer Reviewed
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[Journal Article] LAX PANICLE2 of rice encodes a novel nuclear protein and regulates the formation of axillary meristems2011
Author(s)
Hiroaki Tabuchi, Yu Zhang, Susumu Hattori, Minami Omae, Sae Shimizu-Sato, Tetsuo Oikawa, Qian Qian, Minoru Nishimura, Hidemi Kitano, He Xie, Xiaohua Fang, Hitoshi Yoshida, Junko Kyozuka, Fan Chen, Yutaka Sato
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Journal Title
The Plant Cell
Volume: 23
Pages: 3276-3287
Peer Reviewed
