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イネの葉における発生制御機構の遺伝学的解析

公募研究

研究領域植物発生ロジックの多元的開拓
研究課題/領域番号 26113503
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 純一  東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (30345186)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード植物 / イネ / 発生・分化 / 葉
研究実績の概要

様々な葉の発生ステージや領域における遺伝子発現プロファイルデータを用いることによって、イネの葉の発生過程を経時的にモニターできる複数のマーカー遺伝子を同定した。これらのマーカー遺伝子を用いた解析は、葉の形態変異体における葉の発生過程の理解に有用であると考えられた。
イネには3つのWOX3様遺伝子が存在するが、それらの葉の形態形成への関与様式は不明である。そこでイネWOX3様遺伝子の機能分化について明らかにすることを目的に各遺伝子の三重変異体を作成して解析を行なった。その結果、イネのWOX3様遺伝子であるLSY1とNAL2/3は、互いに独立して葉の側方方向の形態形成に関与することが示唆された。
イネMKB3遺伝子はシロイヌナズナにおいて葉の細胞増殖に関わるAN3のホモログであり、mkb3変異体では葉における細胞増殖が抑制されると共に、細胞肥大が生じることが明らかとなっている。一方、MKB3遺伝子の発現パターンはAN3とは異なり、発現領域は葉の背軸側に限定されていた。従って、MKB3とAN3では細胞増殖の関与様式に差異がある可能性が考えられた。シロイヌナズナのAN3タンパクは葉の細胞層間を移動することによって、葉全体の細胞増殖を調節していることが知られている。イネにおいてもタンパクの細胞間の移動が重要であるかどうかを明らかにする為に、MKB3-GFP融合タンパクを発現するコンストラクトとMKB3-3×GFPを発現するコンストラクトをmkb3変異体に導入した。その結果、MKB3-GFPはmkb3変異体の表現型を戻したが、MKB3-3×GFPはmkb3変異体の異常を戻すことは出来なかった。このことから、MKB3とAN3では発現パターンは異なるものの、両者とも細胞間を移動して機能することが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Genome-wide prediction of spatio-temporal gene expression patterns during early embryogenesis in rice.2016

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Itoh, Yutaka Sato, Yutaka Sato, Ken-ichiro Hibara, Sae Shimizu-Sato, Hiromi Kobayashi, Hinako Takehisa, Karen Sanguinet, Nobukazu Namiki, Yoshiaki Nagamura
    • 雑誌名

      Development

      巻: 143 ページ: 1217-1227

    • DOI

      10.1242/dev.123661

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphological and molecular dissection of leaf development in wild-type and various morphogenetic mutants in rice.2015

    • 著者名/発表者名
      Dechkrong, P., Yoshikawa, T., Itoh, J.
    • 雑誌名

      American Journal of Plant Sciences

      巻: 6 号: 08 ページ: 1215-1232

    • DOI

      10.4236/ajps.2015.68125

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 葉の表面構造と撥水性の発現機構 ―イネの葉における微細構造とロータス効果―2015

    • 著者名/発表者名
      相賀 彩織・伊藤 純一
    • 雑誌名

      植物科学の最前線

      巻: 6 ページ: 102-111

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic interaction between rice PLASTOCHRON genes and the gibberellin pathway in leaf development2014

    • 著者名/発表者名
      Mimura M, Itoh JI
    • 雑誌名

      Rice

      巻: 7 号: 1 ページ: 25-25

    • DOI

      10.1186/s12284-014-0025-2

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The rice FISH BONE gene encodes a tryptophan aminotransferase, which affects pleiotropic auxin-related processes.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa T, Ito M, Sumikura T, Nakayama A, Nishimura T, Kitano H, Yamaguchi I, Koshiba T, Hibara K, Nagato Y, and Itoh J
    • 雑誌名

      Plant J

      巻: 78 号: 6 ページ: 927-936

    • DOI

      10.1111/tpj.12517

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イネの葉の形態形成に関与するLEAF LATERAL SYMMETRY1遺伝子の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      本田恵倫子、ツァオリーユー、長戸康郎、佐藤豊、伊藤純一
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      横浜市立大学
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イネの同質倍数体における形態変化と遺伝子発現の解析2015

    • 著者名/発表者名
      岩城敦史、伊藤純一、岡本龍史
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 濡れ葉変異体を用いたイネの葉における撥水性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      相賀沙織、伊藤純一
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イネの発生における凹凸形成の生物学的意義2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤純一
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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