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単子葉植物イネを用いた葉の初期発生メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J06957
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関東京大学

研究代表者

安居 佑季子  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードイネ / 葉 / 発生 / OsWOX4 / 維管束 / 細胞周期 / トランスクリプトーム解析
研究実績の概要

イネのホメオボックス転写因子OsWOX4は茎頂分裂組織の維持に機能し、葉原基でも発現する(Ohmori et al., Plant Cell, 2013)。本課題ではOsWOX4の葉の初期発生における機能を明らかにすることを目的に研究をおこなった。
前年度までに、誘導系のOsWOX4ノックダウン株を用いて、葉の機能解析に適した一過的ノックダウンの系を確立し、OsWOX4がサイトカイニン生合成に機能するLOG遺伝子の発現を制御することで維管束形成に関わることを示唆していた。今年度はサイトカイニン含有量に対するOsWOX4ノックダウンの影響を解析した。その結果、OsWOX4をノックダウンさせることで、サイトカイニン量が顕著に減少することを示した。このことからOsWOX4はLOG遺伝子の発現制御を介して、サイトカイニン生合成を正に制御し、維管束形成に寄与していると考えられた。
中肋は葉が直立するために必要な構造である。これまでにDL遺伝子が、葉原基の中央部において細胞分裂を促進し、中肋形成の初期段階が進むことがわかっている。OsWOX4がノックダウンすると、葉原基の葉の中央部特異的な厚み形成がみられなくなり、中央部の向軸―胚軸方向の細胞数が減少した。また、DLの発現が顕著に減少していた。これらからOsWOX4がノックダウンすると、DLの発現が維持されなくなり、葉原基の形態異常につながったと考えられる。
また、前年度までに得ていたマイクロアレイのデーターを用いて、Gene Ontology解析を行った結果、OsWOX4は細胞の活性を保つ機能があることが示唆された。この結果は、テクノビット切片を用いた詳細な解析結果からも支持された。これらから、OsWOX4は茎頂分裂組織の維持に加え、葉の初期発生を多面的に制御する、イネの発生に非常に重要な因子であることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Characterization of a <i>half-pipe-like leaf1</i> mutant that exhibits a curled leaf phenotype2017

    • 著者名/発表者名
      Hikari Matsumoto, Yukiko Yasui, Toshihiro Kumamaru, and Hiro-Yuki Hirano
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 92 号: 6 ページ: 287-291

    • DOI

      10.1266/ggs.17-00013

    • NAID

      130006731265

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2017-12-01
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetic enhancer analysis reveals that FLORAL ORGAN NUMBER2 and OsMADS3 cooperatively regulate maintenance and determinacy of the flower meristem in rice.2017

    • 著者名/発表者名
      Yasui, Y., Tanaka, W., Sakamoto, T., Kurata, T., and Hirano, H.-Y.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 00 号: 5 ページ: 00-00

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx038

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Genetic analysis of rice mutants responsible for narrow leaf phenotype and reduced vein number2016

    • 著者名/発表者名
      Kubo, F.C., Yasui, Y., Kumamaru, T., Sato, Y., and Hirano, H.-Y.
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 91 号: 4 ページ: 235-240

    • DOI

      10.1266/ggs.16-00018

    • NAID

      130005450049

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イネの葉におけるOsWOX4の維管束分化に対する機能2017

    • 著者名/発表者名
      安居 佑季子, 平野 博之
    • 学会等名
      第58回 日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県、鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 葉に多面的な異常がみられるイネ変異体の解析2017

    • 著者名/発表者名
      久保文香, 安居佑季子, 熊丸敏博, 平野博之
    • 学会等名
      133回 日本育種学会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] fon2-3表現型を昂進する変異の同定とその原因遺伝子の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      安居 佑季子, 田中 若奈, 坂本 智昭, 倉田 哲也, 平野 博之
    • 学会等名
      第130回 日本育種学会講演会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取県、鳥取市)
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イネの葉の形態形成におけるオーキシン作用の解析2016

    • 著者名/発表者名
      久保 文香, 安居 佑季子, 平野 博之
    • 学会等名
      130回 日本育種学会講演会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取県、鳥取市)
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 葉の表皮組織に部分的欠損を持つイネ変異体の解析2016

    • 著者名/発表者名
      松本 光梨, 安居 佑季子, 熊丸 敏博, 平野 博之
    • 学会等名
      第129回 日本育種学会講演会
    • 発表場所
      横浜市立大学 (神奈川県 横浜市)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イネの葉の発生分化におけるOsWOX4の多面的な機能2016

    • 著者名/発表者名
      安居 佑季子, 大森 良弘, 平野 博之
    • 学会等名
      第57回 日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県 盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] YUCCA阻害剤を用いたイネの葉の形態形成におけるオーキシン作用の解析2016

    • 著者名/発表者名
      久保 文香, 安居 佑季子, 平野 博之
    • 学会等名
      第57回 日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県 盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] OsWOX4はイネの葉の発生分化に多面的な機能を持つ2015

    • 著者名/発表者名
      安居 佑季子, 大森 良弘, 平野 博之
    • 学会等名
      第128回 日本育種学会講演会
    • 発表場所
      新潟大学 (新潟県 新潟市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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