植物の有性生殖器官形成の新奇マスター転写因子の同定と機能解析

• 研究課題/領域番号: 15K07104
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山岡 尚平 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (00378770)
• 研究協力者: 河内 孝之 京都大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (40202056) ; 西浜 竜一 京都大学, 大学院生命科学研究科, 准教授 (70283455) ; 大和 勝幸 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (50293915) ; 石崎 公庸 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00452293) ; 重信 秀治 基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授 (30399555) ; 山口 勝司 基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 技術職員 ; 吉竹 良洋 京都大学, 大学院生命科学研究科, 特定助教 ; 井上 佳祐 京都大学, 大学院生命科学研究科, 助教 (20805931) ; 石田 咲子 京都大学, 大学院生命科学研究科 ; 齊藤 美咲 京都大学, 大学院生命科学研究科 ; 岡橋 啓太郎 京都大学, 大学院生命科学研究科 ; 包 昊南 京都大学, 大学院生命科学研究科 ; 西田 浩之 京都大学, 大学院生命科学研究科
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 生殖細胞 / 発生・分化 / 転写因子 / 陸上植物 / ゼニゴケ / 花粉 / 造卵器 / 造精器 / 有性生殖 / 器官形成 / 環境応答 / 信号伝達

研究成果の概要

苔類ゼニゴケの有性生殖器官形成を統御するマスター転写因子MpBONOBO (MpBNB)を同定した。MpBNBは生殖始原細胞で発現し、造卵器・造精器の発生を主に制御することが示唆された。分子系統解析によれば、MpBNBは陸上植物全体で保存された転写因子ファミリーの一員であった。シロイヌナズナの相同遺伝子BNB1とBNB2は花粉の雄原細胞分化に冗長的に必要であり、その機能はMpBNBで置き換えることができた。これらのことから、BNBファミリーは進化的に保存された陸上植物の生殖細胞の分化制御因子と考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Generative Cell Specification Requires Transcription Factors Evolutionarily Conserved in Land Plants (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka, S., Nishihama, R., Yoshitake, Y., Ishida, S., Inoue, K., Saito, M., Okahashi, K., Bao, H., Nishida, H., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Ishizaki, K., Yamato, K.T., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 28 号: 3 ページ: 479-486
  • DOI: 10.1016/j.cub.2017.12.053
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Insights into Land Plant Evolution Garnered from the Marchantia polymorpha Genome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Bowman J, Kouchi T,..(106名）..Yokoyama R, ..(4名)
  • 雑誌名: Cell 巻: 171 号: 2 ページ: 287-304
  • DOI: 10.1016/j.cell.2017.09.030
  • NAID: 120006353839
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 植物における日長による成長相転換制御のメカニズムとその進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山岡尚平・河内孝之
  • 雑誌名: 植物科学の最前線(BSJ-Review) 巻: 7 ページ: 78-86
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物の陸上進出と成長相転換 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河内孝之・山岡尚平
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 54 号: 8 ページ: 591-597
  • DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.54.591
  • NAID: 130005815181
  • ISSN: 0453-073X, 1883-6852
• [雑誌論文] The μSubunit of Arabidopsis Adaptor Protein-2 Is Involved in Effector-Triggered Immunity Mediated by Membrane-Localized Resistance Proteins. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hatsugai N, Hillmer R, Yamaoka S, Hara-Nishimura I*, Katagiri F*, (* co-corresponding authors)
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: 29 号: 5 ページ: 345-351
  • DOI: 10.1094/mpmi-10-15-0228-r
  • 説明: Posted online on 29 Mar 2016. 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Formation of Mitochondrial Outer Membrane Derived Protrusions and Vesicles in Arabidopsis thaliana. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Fujimoto M, Katayama K, Yamaoka S, Tsutsumi N, Arimura S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 1 ページ: e0146717-e0146717
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0146717
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Eukaryotic Components Remodeled Chloroplast Nucleoid Organization during the Green Plant Evolution. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, Takusagawa M, Harada N, Fukao Y, Yamaoka S, Kohchi T, Hori K, Ohta H, Shikanai T, Nishimura Y.
  • 雑誌名: Genome Biol Evol. 巻: 8 号: 1 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1093/gbe/evv233
  • NAID: 120006822487
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 転写因子BONOBOは陸上植物の生殖系列細胞の分化に必要である (2018)
  • 著者名/発表者名: 山岡尚平, 西浜 竜一, 吉竹良洋, 石田咲子, 井上佳祐, 齊藤美咲, 岡橋啓太郎, 包昊南, 西田 浩之, 山口勝司, 重信秀治, 石崎公庸, 大和勝幸, 河内孝之
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] ゼニゴケ・ゲノムにおける植物ホルモン生合成・シグナル伝達系遺伝子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山岡尚平, 西浜竜一, 石崎公庸, 大和勝幸, 河内孝之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
• [学会発表] The sole auxin receptor gene MpTIR1 is dispensable for cell survival but required for development in the liverwort Marchantia polymorpha (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木秀政, 加藤大貴, 山岡尚平, 西浜 竜一、河内 孝之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
• [学会発表] Gibberellin-independent functional conservation of DELLA protein in the basal land plant Marchantia polymorpha (2018)
  • 著者名/発表者名: Rui Sun, 井上佳祐, 楠竜之介, 山岡尚平, 西浜竜一, 河内孝之
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 苔類ゼニゴケ再生過程におけるMpESRの機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石田咲子, 山岡尚平, 山口勝司, 重信秀治, 小嶋美紀子, 竹林裕美子, 榊原均, 河内孝之, 西浜竜一
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Exploring the physiological functions of gibberellin (GA)-related diterpenes in the liverwort Marchantia polymorpha (2018)
  • 著者名/発表者名: Rui Sun, 井上佳祐, 楠竜之介, 山岡尚平, 西浜竜一,河内孝之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
• [学会発表] 枝状突起を形成する新奇ゼニゴケ変異体eda1の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 毛利遊野，大谷健人，山岡尚平，西浜竜一，河内孝之，高橋卓，本瀬宏康
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Marpolbase: ゼニゴケゲノムデータベースの構築 (2018)
  • 著者名/発表者名: 望月孝子，谷澤靖洋，長崎英樹，山岡尚平，西浜竜一，金澤建彦，上田貴志，大和勝幸，河内孝之， 中村保一
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 金澤まい,池田陽子,松浦恭和,西浜竜一,山岡尚平,大和勝幸,河内孝之,平山隆志 (2017)
  • 著者名/発表者名: ゼニゴケミトコンドリア mRNA ポリA 鎖長制御因子 MpAHG2 及び MpAGS1 の解析
  • 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
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 基部陸上植物における UV-B 耐性に関するシグナル伝達系の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森山亜沙美,藤平健太,森戸健,李天虹,西浜竜一,山岡尚平,石崎公庸,久保浩義,河内孝之, 近藤陽一
  • 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
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] Analysis of MpTIR1-mediated auxin reception and its physiological roles in the liverwort Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木秀政, 加藤大貴, 山岡尚平, 西浜 竜一、河内 孝之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] AMP1 and CYP78 homologs play related developmental functions in the liverwort Marchantia polymorpha. (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田 敬登, 桐田 啓如, 桧原 健一郎, 山岡 尚平, 西浜 竜一, 河内 孝之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] CYCLING DOF FACTOR ホモログは、ゼニゴケの生殖器の発達を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉竹良洋，山岡尚平，永山啓太郎，久保田茜，西浜竜一，河内孝之
  • 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
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] MpFGMYBはゼニゴケにおいて生殖器官の雌性化に機能する (2017)
  • 著者名/発表者名: 久永哲也,岡橋啓太郎,山岡尚平,西浜竜一,河内孝之,中島敬二
  • 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
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ゼニゴケにおけるサーモスペルミン合成酵素遺伝子 MpACL5の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古本拓也,大谷健人,石崎公庸,山岡尚平,河内孝之,本瀬宏康,高橋卓
  • 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
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 枝状突起を形成する新奇ゼニゴケ変異体 eda1の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 毛利遊野,大谷健人,山岡尚平,西浜竜一,河内孝之,高橋卓,本瀬宏康
  • 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
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] BONOBOs Are Evolutionarily Conserved Transcription Factors for Germ Cell Fate Determination in Land Plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamaoka, Ryuichi Nishihama, Yoshihiro Yoshitake, Sakiko Ishida, Keisuke Inoue, Misaki Saito, Keitaro Okahashi, Haonan Bao, Hiroyuki Nishida, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Kimitsune Ishizaki, Katsuyuki T. Yamato, Takayuki Kohchi
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Renaissance of Marchantia polymorpha ‐the genome and beyond‐
  • 国際学会
• [学会発表] The transcription factor BONOBO controls sexual organ development in the basal land plant Marchantia polymorpha（基部陸上植物ゼニゴケにおいて転写因子 BONOBO は生殖器官形成を統御する） (2017)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamaoka, Keisuke Inoue, Ryuichi Nishihama, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Kimitsune Ishizaki, Katsuyuki T. Yamato, Takayuki Kohchi
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
• [学会発表] The sole auxin receptor gene MpTIR1 is dispensable for cell survival but required for development in the liverwort Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木秀政, 加藤大貴, 山岡尚平, 西浜 竜一、河内 孝之
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Renaissance of Marchantia polymorpha ‐the genome and beyond‐
  • 国際学会
• [学会発表] A long non-coding RNA module for sex differentiation in the liverwort Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Okahashi, Tetsuya Hisanaga, Shohei Yamaoka, Ryuichi Nishihama, Keiji Nakajima, Takayuki Kohchi
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Renaissance of Marchantia polymorpha ‐the genome and beyond‐
  • 国際学会
• [学会発表] Tissue regeneration is associated with temporal changes in the levels of auxin and gene expression in Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakiko Ishida, Shohei Yamaoka, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Hitoshi Sakakibara, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Takayuki Kohchi and Ryuichi Nishihama
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Renaissance of Marchantia polymorpha ‐the genome and beyond‐
  • 国際学会
• [学会発表] Ancient functions and regulation of the Marchantia polymorpha protein DELLA before recruited to gibberellin signaling in land plant evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Rui Sun, 井上佳祐, 楠竜之介, 山岡尚平, 西浜竜一,河内孝之
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Renaissance of Marchantia polymorpha ‐the genome and beyond‐
• [学会発表] MpFGMYBはゼニゴケの雌性分化を制御する (2017)
  • 著者名/発表者名: 久永 哲也, 岡橋 啓太郎, 山岡 尚平, 西浜 竜一, 郷 達明, 河内 孝之, 中島 敬二
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] ノンコーディングRNAを介したゼニゴケの性分化制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡橋 啓太郎, 久永 哲也, 山岡 尚平, 西浜 竜一, 中島 敬二, 河内 孝之
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] 核オーキシンシグナリングによるゼニゴケ幹細胞機能調節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 秀政, 加藤 大貴, 片山 みなみ, 灰庭 瑛実, 山岡 尚平, 西浜 竜一, 河内 孝之
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] The single-copy auxin receptor gene MpTIR1 regulates various development and differentiation in the liverwort Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidemasa Suzuki, Hirotaka Kato, Shohei Yamaoka, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi
  • 学会等名: Auxin 2016
  • 発表場所: Haitang Bay, Sanya, China
  • 年月日: 2016-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] シロイヌナズナにおいてクラスリンアダプタータンパク質複合体AP-2に依存したエンドサイトーシスはホウ酸輸送体の偏在とホウ素欠乏条件下での生育に必須である (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉成 晃・西村浩二・天野太郎・藤本 優・山岡尚平・嶋田知生・上田貴志・西村いくこ・稲田のりこ・高野順平
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度佐賀大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2016-09-22
• [学会発表] PARN and PAP regulate the poly(A) status of mitochondrial mRNA in liverwort. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mai Kanazawa, Yoko Ikeda, Ryuichi Nishihama, Shohei Yamaoka, Takayuki Kohchi, Takashi Hirayama
  • 学会等名: RNA2016
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Genome and Genomics in Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kohchi, Katsuyuki Yamato, Kimitsune Ishizaki, Shohei Yamaoka, Ryuichi Nishihama, John Bowman
  • 学会等名: EMBO Workshop New model systems for early land plant evolution
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The transcription factor BONOBO plays a central role in transition from vegetative to reproductive growth in the liverwort Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamaoka, Keisuke Inoue, Ryuichi Nishihama, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Kimitsune Ishizaki, Katsuyuki T. Yamato, Takayuki Kohchi
  • 学会等名: EMBO Workshop New model systems for early land plant evolution
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] The single-copy auxin receptor gene MpTIR1 plays pivotal roles indevelopment of the liverwort Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidemasa Suzuki, Hirotaka Kato, Shohei Yamaoka, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi
  • 学会等名: EMBO Workshop New model systems for early land plant evolution
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Functional Analysis of the Gibberellin Signaling Module in the Liverwort Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Rui Sun, Keisuke Inoue, Ryunosuke Kusunoki, Ryuichi Nishihama, Shohei Yamaoka, Takayuki Kohchi
  • 学会等名: EMBO Workshop New model systems for early land plant evolution
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] BOR1 の細胞膜上での偏在にはクラスリンアダプター AP2 が必須であるものの、ホウ素に応答した分解に AP2 は不要である (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉成 晃,藤本 優,天野 太郎,山岡 尚平,嶋田 知生,西村 いくこ,上田 貴志,内藤 哲,高野 順 平
  • 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
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 苔類ゼニゴケの成長相制御因子BONOBOの日長・光質による発現制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山岡尚平、井上佳祐、友金寛和、西浜竜一、山口勝司、重信秀治、石崎公庸、大和勝幸、河内孝之
  • 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
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 苔類ゼニゴケにおいて遺伝的に保存されたGI-FKF-CDF経路は光周期性成長相転換を決定する (2016)
  • 著者名/発表者名: 永山啓太郎、吉竹良洋、久保田茜、西浜竜一、山岡尚平、河内孝之
  • 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
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 苔類ゼニゴケおける単一のオーキシン受容体遺伝子MpTIR1による 多面的な生長調節の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木秀政、加藤大貴、山岡尚平、西浜竜一、河内孝之
  • 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
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Functional Analysis of the GA-GID1-DELLA Signaling Module in the Liverwort Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Sun Rui,井上 佳祐,楠 龍之介,西浜 竜一,山岡 尚平,河内 孝之
  • 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
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] ゼニゴケにおける DNA メチル化の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 池田 陽子,西浜 竜一,山岡 尚平,河内 孝之,平山 隆志
  • 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
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] ゼニゴケミトコンドリア mRNA ポリA 尾部長制御因子の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金澤 まい,池田 陽子,西浜 竜一,山岡 尚平,河内 孝之,平山 隆志
  • 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
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 真核生物由来の因子による葉緑体核様体の進化的変遷 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林 優介,田草川 真理,原田 尚実,深尾 陽一朗,山岡 尚平,河内 孝之,堀 孝一,太田 啓之, 鹿内 利治,西村 芳樹
  • 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
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Molecular mechanism of transition from vegetative to reproductive growth in Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamaoka
  • 学会等名: 国際ゼニゴケトレーニングコース・シンポジウム Marchantia Seminars: Welcome to the Marchantia world!
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2016-03-03
• [図書] 京大発！フロンティア生命科学 第12章 形づくりの不思議 動物・植物の発生 12.2節 植物の発生 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山岡尚平
  • 総ページ数: 333
  • 出版者: 講談社
  • ISBN: 9784065038017
• [図書] 京大発！フロンティア生命科学 第13章 体を守るしくみ 動物と植物の生体防御機構 13.2節 植物の病害抵抗性の分子機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山岡尚平
  • 総ページ数: 333
  • 出版者: 講談社
  • ISBN: 9784065038017
• [備考] 植物の生殖細胞をつくる鍵因子を発見－花粉の精細胞をつくる仕組みは花の咲かないコケ植物に起源があった－
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/180126_1.html
• [備考] 植物の生殖細胞をつくる鍵因子を発見
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/analyins/jp/?p=4723