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花メリステム構築の分子メカニズム

公募研究

研究領域植物メリステムと器官の発生を支える情報統御系
研究課題/領域番号 23012031
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

相田 光宏  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 特任准教授 (90311787)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2012年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2011年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードシロイヌナズナ / 発生 / 運命決定 / 幹細胞 / 転写因子
研究概要

シロイヌナズナの花芽形成において、細胞の運命決定と幹細胞の確立の両者をつなぐ鍵となる転写因子PUCHIについて、以下の結果を得た。
1)花メリステムの形成に顕著な異常を示すpuchi cuc2 cuc3三重変異体について、詳しい解析をさらに進めた。この変異体ではドーム状の花メリステムの形成が起こらず、かわりに扁平な向軸面をもった突起が生じる。その結果花を欠失し、鱗片状の苞葉に覆われた「花序」を発達させる。突起の背軸側にはFILが発現し、向軸側ではSTMの発現がみられたが、原基の発達と共にSTMの発現は消失した。また、突起内部ではWUSの発現が消失していたことから、PUCHIはCUC2およびCUC3とともに花メリステムにおける幹細胞の再構築過程に必要であることが示唆された。
2)puchi cuc2 cuc3三重変異体でSTMの発現が消失する意義を明らかにするため、PUCHI遺伝子の制御領域とSTMコード領域をつないだコンストラクトを三重変異体に導入したところ、花の発生がほぼ回復した。このことからPUCHIはSTMの発現制御を介して直接または間接的に花メリステムの形成を促進することが示唆された。
3)これまで花原基形成にはオーキシンが重要な役割を果たすことが知られていた。花原基形成過程におけるオーキシンとPUCHIとの関係を明らかにするため、レポーター遺伝子を用いてPUCHIの発現パターンを詳細に解析したところ、PUCHIの転写活性化はオーキシンレポーターであるDR5rev-GFPの発現よりも遅れて起こることが分かった。また、オーキシン極性輸送の異常により花原基茎生が出来ない突然変異体pin1ではPUCHIの発現が消失していた。以上から、PUCHIはオーキシンの下流で働くことが示唆された。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] CUP-SHAPED COTYLEDON1 transcription factor activates the expression of LSH4 and LSH3, two members of the ALOG gene family, in shoot organ boundary cells2011

    • 著者名/発表者名
      Takeda S., Hanano K., Kariya A., Shimizu S., Zhao, L., Matsui M., Tasaka M., Aida M.
    • 雑誌名

      Plant Journal

      巻: 66 号: 6 ページ: 1657-1664

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2011.04571.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of flower formation by PUCHI, CUC2 and CUC3.2013

    • 著者名/発表者名
      Aida M, Takeda S, Karim MR
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Exposing a cryptic relationship:苞葉とメリステムの秘められた関係を暴く2012

    • 著者名/発表者名
      相田光宏
    • 学会等名
      遺伝学研究所研究会「イネ分子遺伝学の夢」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Shoot Meristem Formation in the Arabidopsis Embryo2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Aida
    • 学会等名
      NAIST未来開拓コロキウムA New Generation of Plant Embryo Research
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Meristem formation in the Arabidopsis shoot and its modification.2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Aida
    • 学会等名
      5th International PhD School
    • 発表場所
      Certosa di Pontignano, Siena, Italy(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Coordination of Embryonic Shoot Meristem Formation by CUC1 and CUC22012

    • 著者名/発表者名
      Aida M, Kariya A, Tsubakimoto Y, Shimizu S., Ogisu H, Kamiya M, Taniguchi Y, Karim MD, Takeda S, Tasaka M
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 花芽分裂組織形成に関わる転写因子PUCHIの解析2011

    • 著者名/発表者名
      武田征土、Md.Rezaul Karim、田坂昌生、相田光宏
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] CUC1とCUC2による茎頂分裂組織の形成メカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      相田光宏、苅谷綾乃、椿本有雅、清水聡子、荻巣寛之、神谷雅子、Md.Rezaul Karim、武田征士、田坂昌生
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://sistes.google.com/site/maidalab/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bsw3.aist-nara.ac.jp/courses/courses108.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/aida/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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