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シロイヌナズナ胚における子葉形成機構の解析~調節遺伝子と細胞と器官形態との関係

研究課題

研究課題/領域番号 16K07401
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
研究機関熊本大学 (2017-2018)
奈良先端科学技術大学院大学 (2016)

研究代表者

相田 光宏  熊本大学, 国際先端科学技術研究機構, 教授 (90311787)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード発生 / 転写因子 / 形態形成 / 葉 / 境界部 / 対称性 / オーキシン
研究成果の概要

本研究では植物胚の形を立体的かつ正確に記録する技術を確立した。この技術を用い、胚の形状がどのように変化するのかを詳しく調べたところ、葉(子葉)の形成が開始される際に胚先端部が特定の方向へ偏って拡大することがわかった。この成長の偏りは、胚の個々の細胞の成長の偏りと相関があった。また子葉の形づくりを調節するCUC2およびCUC3遺伝子の働きをなくすと細胞成長の偏りが減少し、胚全体の形状も対称なまま成長することが明らかになった。以上から、器官の形づくりには個々の細胞の形とその協調が重要であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物は体の先端部に新しい葉を次々に付け加えていくことで成長する。葉を正しい位置に正しい形で形成するためには様々な遺伝子が働くことがわかっているが、個々の遺伝子がどのようにして葉を構成する個々の細胞の振る舞いに影響し、ひいては葉全体の形を決定するかは明らかでない。本研究ではシロイヌナズナのCUC2およびCUC3遺伝子が個々の細胞の形を特定の方向へ伸ばす働きを持つことを明らかにした。今後は、これらの遺伝子の細胞レベルでの働きが器官全体の形の形成とどのような関係にあるかを明らかにすることで、遺伝子が形作りに働く仕組みを明らかにできることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ハインリッヒ・ハイネ大学/マックス・プランク植物育種学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] パラッキー大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] カーディフ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] シレジア大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] INRA, CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Coordination of meristem and boundary functions by transcription factors in the SHOOT MERISTEMLESS regulatory network2018

    • 著者名/発表者名
      Scofield Simon、Murison Alexander、Jones Angharad、Fozard John、Aida Mitsuhiro、Band Leah R.、Bennett Malcolm、Murray James A. H.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 ページ: 157081-157081

    • DOI

      10.1242/dev.157081

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Regional Interaction during Arabidopsis Flower Primordium Formation.2018

    • 著者名/発表者名
      Aida M
    • 学会等名
      2nd International Conference on Meristem Biology, University of Science and Technology of China, Hefei
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Embryonic Shoot Formation: Establishing the Basis for Plant Life.2018

    • 著者名/発表者名
      Aida M
    • 学会等名
      HBMC Scientific Advisory Committee Meeting Symposium, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セグメンテーションによるシロイヌナズナ胚頂端部の形態解析.2018

    • 著者名/発表者名
      井上雄規, 相田光宏
    • 学会等名
      新学術領域研究「植物多能性幹細胞」 第2回若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの茎頂分裂組織形成におけるオーキシン生合成遺伝子の発現解析.2018

    • 著者名/発表者名
      田中俊介, 相田光宏
    • 学会等名
      新学術領域研究「植物多能性幹細胞」 第2回若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 境界部からの情報発信~子葉形成と境界部の関係~.2018

    • 著者名/発表者名
      相田光宏
    • 学会等名
      遺伝学研究所研究会「イネ分子遺伝学の飛躍」国立遺伝学研究所, 三島
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シュート幹細胞の形成機構.2018

    • 著者名/発表者名
      相田光宏
    • 学会等名
      第4回幹細胞研究会「幹細胞の基本原理と共通性~植物と動物の比較から~」岡崎コンファレンスセンター, 岡崎
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 茎頂分裂組織を介した植物の成長と形づくりのメカニズム.2018

    • 著者名/発表者名
      相田光宏
    • 学会等名
      熊本大学, 熊本
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 胚のシュート形成過程におけるCUC1およびCUC2タンパク質による<i>STM</i>遺伝子の発現制御2018

    • 著者名/発表者名
      岩本 亮介, 渡辺舜, 相田 光宏
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Embryonic Shoot Formation: Establishing the Basis for Plant Life2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Aida
    • 学会等名
      The 1st IROAST Symposium “Plant Cell and Developmental Biology: Approaches to Multiscale Biosystems”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 頂端分裂組織の成長方向を考える2017

    • 著者名/発表者名
      相田光宏
    • 学会等名
      2017年遺伝学研究所研究会「イネ分子遺伝学の方向性」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける茎の分枝メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      相田光宏
    • 学会等名
      第80回日本植物学会年会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 植物発生学 相田研究室

    • URL

      http://iroast.kumamoto-u.ac.jp/aida/ja/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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