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メリステムから移動するシグナル分子による葉の基部運命決定メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 20K06679
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関宮城大学

研究代表者

鳥羽 大陽  宮城大学, 食産業学群, 准教授 (10585160)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020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 / 葉の形態形成 / 先端基部軸 / 遺伝子機能 / メリステム / 形態形成 / 先端ー基部軸 / 葉身 / 葉鞘 / OsBOP / 植物発生 / パターン形成 / 突然変異 / 基部-先端パターン形成 / OsBOP遺伝子 / 発生 / 基部先端軸 / 葉の発生 / 転写因子 / BOP遺伝子
研究開始時の研究の概要

葉の発生開始は, 未分化細胞の集団からなるメリステムからの原基分化から始まる.
葉原基では, 発生軸に沿ったパターン形成が進行し, 基部先端方向などの組織時形成が生じる.イネの葉は, 基部側に葉鞘, 先端部側に葉身からなり, その発生運命はOsBOP遺伝子によって制御されている.
OsBOP遺伝子は葉の基部側から発現を開始する. そのことから, その発現開始メカニズムが, 葉における基部先端の発生決定の鍵になると考えられた.本研究では, OsBOP発現開始の仕組みを, メリステムとの関係から解明し, 葉のパターン形成を理解することを計画する.

研究成果の概要

イネの葉の先端側は光合成を担う「葉身」として、基部側は植物体を支持する「葉鞘」として分化する。「葉」という器官の中で葉身と葉鞘がどのように運命決定されるのかを理解する研究を行なった。これまでにOsBOPsと呼ぶ遺伝子群が基部側の葉鞘形成に重要であることが示されていたが、本研究では、先端側の葉身形成に重要な遺伝子を新たに見出した。また、葉身・葉鞘の形成メカニズムとして、葉とその他の組織で複数の遺伝子が協調的にはたらく仕組みを示唆する成果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の形がどのように決まるのかは、未解明の部分が多い研究課題である。本研究はイネの1枚の葉が葉身と葉鞘の2つの部分を形作る仕組みの理解を目的として行なった。葉身もしくは葉鞘、またはその両方の形態に影響を及ぼす遺伝子についての解析を行い、葉身の形成にはたらく遺伝子群、葉鞘の形成にはたらく遺伝子群、葉身と葉鞘のバランスを制御する遺伝子群の作用を分析した。研究成果からは、これまでには知られていない、葉身と葉鞘の形態を制御する仕組みが示唆された。このような研究成果をより深化することで、私たちの生物に対する理解を進めること、またイネという作物をモデルとして、農業への応用に寄与することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2020

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] イネの葉のプロポーション(葉身・葉鞘の比率)を制御する遺伝子の解析2023

    • 著者名/発表者名
      鳥羽大陽, 藤原星香, 古田智敬
    • 学会等名
      東北植物学会第13回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] イネの分げつ形成にはたらくD 型サイクリン OsCYCD3;1 遺伝子の解析2022

    • 著者名/発表者名
      大山歩弥, 冨永るみ, 鳥羽大陽, 田中若奈
    • 学会等名
      東北植物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代シークエンスを用いたジェノタイピングに おける比較ゲノム情報に基づく誤判定の低減法2022

    • 著者名/発表者名
      古田 智敬, 鳥羽 大陽, 貴島 祐治, 山本 敏央
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Suppression of leaf blade development is a common strategy for underground rhizome growth2020

    • 著者名/発表者名
      鳥羽大陽, 徳永浩樹, 長澤一真, Nie Fanyu, 吉田明希子, 経塚淳子
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 遠隔(Microsoft Teams)による実習教育の試み ―通常の実習教育からは見えていなかったこと2020

    • 著者名/発表者名
      齊藤 秀幸, 鳥羽 大陽, 中村 聡, 井上 達志, 赤澤 隆志, 島津 朋之, 毛利 哲, 石田 光晴, 大竹 秀男
    • 学会等名
      第78回日本農業教育学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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