2011 Fiscal Year Annual Research Report
茎頂分裂組織のサイズ調節に関わるCLVシグナル伝達系の解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs |
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| Project/Area Number |
23012034
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
澤 進一郎 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (00315748)
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| Keywords | 分裂組織 / シロイヌナズナ / ペプチドホルモン / CLV3 / 分裂組織 / 幹細胞 |
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| Research Abstract |
研究の目的
器官分化のほぼ全てが胚発生段階で完了する動物と異なり、植物は分裂組織により、死ぬまで新しい器官を作り続ける。このことから、この分裂組織は植物の形態形成において根本を担う重要な組織であり、その性質やサイズは厳密に、また遺伝的に制御されなければならないと考えられる。そのためには、分裂組織を中心とした空間認識機構・細胞間情報伝達機構は高度に発達していると考えられるが、現在、その分子基盤が整っているとは言い難い状況にある。
本研究では、茎頂分裂組織・根端分裂組織におけるサイズの維持機構を中心に解析することで、植物における細胞間シグナル伝達系の分子機構の解明につなげたいと考えている。その中でも、CLV3ペプチドの合成・修飾・移動・受容・受容後のシグナルとCLV3ペプチドの機能様式を総合的に解析する。
今年度の成果
1: clv2エンハンサー突然変異体について、次世代シーケンサーを用いた原因遺伝子の単離を行った。その結果、#12-2,#16-1,#16-3について、BAM1遺伝子エキソン内にアミノ酸置換を伴う変異を見いだした。また、タグライン(単独突然変異体)もペプチド耐性を示した。さらに、bam1 rpk2二重突然変異体はbam1やrpk2単独突然変異体よりも、強いペプチド耐性を示したことから、BAM1,CLV2,RPK2は独立に根端分裂組織の維持に関わることが示唆された。また、根端領域においてCLV1は機能していないことが示唆されることから、地上部と地下部で、CLV1,BAM1がそれぞれ使い分けられていることが明らかとなった。
2:CLV3ペプチド耐性突然変異体の原因遺伝子として、PUB4を単離した。PUB4はユビキチンリガーゼをコードすることから、CLVシグナル伝達系にはタンパク質分解系が関わることが示唆された。
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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
今年度、clv2エンハンサー突然変異体について、次世代シーケンサーを用いた原因遺伝子の単離を行った。その結果、#12-2,#16-1,#16-3について、BAM1遺伝子エキソン内にアミノ酸置換を伴う変異を見いだした。1年での遺伝子単離は極めて順調であると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度もペプチド耐性突然変異体の原因遺伝子の単離・機能解析を行う。また、ペプチダーゼの生化学的解析も行い、CLV3シグナル伝達機構の総合的な理解を目指すことで、幹細胞の活性を制御するペプチドホルモンの作用機構について、その全体像を明らかにしたいと考えている。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] SNPs of CLAVATA receptors in tomato, in a context of rootknot nematode infection2012
Author(s)
Ejima, C, Uwatoko, T, Ngan, B.T., Honda, H., Shimizu, N., Kiyohara, S., Hamasaki, R., Sawa, S.
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Journal Title
Nematological Research
Volume: (In Press)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Tryptophan auxotroph mutants suppress the superroot2 phenotypes, modulating IAA biosynthesis in Arabidopsis2011
Author(s)
Kiyohara, S., Honda, H., Shimizu, N., Ejima, C., Hamasaki, R., Sawa, S
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Journal Title
Plant Signaling &Behavior
Volume: 6
Pages: 1351-1355
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Phalaenopsis variety with floral organs showing C class homeotic transformation and its revertant may enable Phalaenopsis as a potential molecular genetic material2011
Author(s)
Ejima, C., Kobayashi, Y., Honda, H., Shimizu, N., Kiyohara, S., Hamasaki, R., Sawa, S.
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Journal Title
Gene Genet.Sys
Volume: 86
Pages: 93-95
Peer Reviewed
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[Journal Article] MM31/EIR1 promotes lateral root formation in Arabidopsis2011
Author(s)
Honda, H., Hamasaki, R., Ejima, C., Shimizu, N., Kiyohara, S., Sawa, S.
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Journal Title
Plant Signaling & Behavior
Volume: 6
Pages: 968-973
Peer Reviewed
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[Journal Article] Mitogen-Activated Protein Kinase regulated by the CLAVATA receptors contributes to the shoot apical meristem homeostasis2011
Author(s)
Betsuyaku, S., Takahashi, F., Kinoshita, A., Miwa, H., Shinozaki, K., Fukuda, H., Sawa, S.
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Journal Title
Plant Cell Physiol
Volume: 52
Pages: 14-29
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