根系構築の基礎となる根端メリステムの発生機構

2013 年度 研究成果報告書

• 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: 19060006
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 深城 英弘 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80324979)
• 連携研究者: 三村 徹郎 神戸大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20174120)
• 研究協力者: 郷 達明 神戸大学, 大学院・理学研究科, 日本学術振興会特別研究員 (80511419) ; 豊倉 浩一 神戸大学, 大学院・理学研究科, 学術研究員 (60722999)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2013
• キーワード: 発生分化 / メリステム / 側根形成 / 植物ホルモン / オーキシン / シロイヌナズナ / 分子遺伝学 / 発現制御

研究概要

植物の根系は土壌から水分・養分を吸収し、地上部を支えるなど、植物個体の生育にとって重要な役割を果たす。本研究は、根(根系)の発達を支える根端メリステムの発生機構の解明を目的として、シロイヌナズナ用いた分子遺伝学的研究を行った。本研究により、植物ホルモンのオーキシンの下流で発現誘導されるLBD/ASL と呼ばれるタンパク質群のメンバーが、側根の形成を引き起こす非対称な細胞分裂を制御することを明らかにした。また、側根メリステムの形成・維持に働く新たな遺伝子・タンパク質を複数見出すことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] GNOM/FEWER ROOTS is required for the establishment of an auxin response maximum for Arabidopsis lateral root initiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okumura, K., Goh, T., Toyokura, K., Kasahara, H., Takabayashi, Y., Mimura, T., Kamiya Y. and Fukaki, H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 54 ページ: 406-417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple Aux/IAA-ARF modules regulate lateral root formation : the role of Arabidopsis SHY2/IAA3-mediated auxin signaling. (2012)
  • 著者名/発表者名: Goh, T., Kasahara H., Mimura, T., Kamiya Y. and Fukaki, H
  • 雑誌名: Phil. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 巻: 367 ページ: 1461-1468
  • 査読あり
• [雑誌論文] The establishment of asymmetry in Arabidopsis lateral root founder cells is regulated by LBD16/ASL18 and related LBD/ASL proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: Goh, T., Joi, S., Mimura, T. and Fukaki, H
  • 雑誌名: Development 巻: 139 ページ: 883-893
  • 査読あり
• [雑誌論文] RLF, a cytochrome b5 heme/steroid binding protein, controls lateral root formation independently of ARF7/19-mediated auxin signaling in Arabidopsis thaliana (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikeyama, Y., Tasaka, M. and Fukaki, H
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 62 ページ: 862-875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxin control of root development (2010)
  • 著者名/発表者名: Overvoorde, P., Fukaki, H. and Beeckman, T
  • 雑誌名: Cold Spring Harb. Perspect. Biol 巻: 2(6) ページ: a001537
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hormone interactions during lateral root formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukaki, H. and Tasaka M
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol 巻: 69 ページ: 437-449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Domain II mutations in CRANE/IAA18 suppress lateral root formation and affect shoot development in Arabidopsis thaliana (2008)
  • 著者名/発表者名: Uehara, T., Okushima, Y., Mimura, T., Tasaka, M. and Fukaki, H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 49 ページ: 1025-1038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxin-mediated lateral root formation in higher plants (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukaki, H., Okushima, Y. and Tasaka, M
  • 雑誌名: Int. Rev. Cytol 巻: 256 ページ: 111-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] The auxin-regulated AP2/EREBP gene PUCHI is required for morphogenesis in the early lateral root primordium of Arabidopsis (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirota, A., Kato, T., Fukaki, H., Aida, M. and Tasaka, M
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 19 ページ: 2156-2168
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナ根の放射パターン形成に関与するRLF 遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 半田華奈子、豊倉浩一、郷 達明、三村徹郎、深城英弘
  • 学会等名: 第54 回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山 (ポスター発表)
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] 側根形成能が顕著に低下するシロイヌナズナfewer roots 変異体のサプレッサー変異体の単離と解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池上 聡、奥村謙一、郷 達明、豊倉浩一、三村徹郎、深城英弘
  • 学会等名: 第54 回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山 (ポスター発表)
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] 根系の成長システム解明に向けて-遺伝子制御ネットワーク研究から見えること- (2012)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘.
  • 学会等名: 日本植物学会第76 回大会
  • 発表場所: 姫路 (シンポジウム講演)
  • 年月日: 20120915-17
• [学会発表] 根端メリステムの維持に異常を示すシロイヌナズナfba1 変異体の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森本剛司、前田貴史、郷 達明、中島敬二、三村徹郎、小川健一、深城英弘
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路 (口頭発表)
  • 年月日: 20120915-17
• [学会発表] The role of SHY2/IAA3-mediated auxin signaling in Arabidopsis lateral root formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuaki Goh, Hiroyuki Kasahara, Tetsuro Mimura, Yuji Kamiya, Hidehiro Fukaki
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都 (口頭発表)
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] The establishment of asymmetry in Arabidopsis lateral root founder cells is regulated by auxin-inducible The establishment of asymmetry in The establishment of asymmetry in Arabidopsis lateral root founder cells is regulated by auxin-inducible LBD/ASL proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Hidehiro Fukaki
  • 学会等名: The ^<3rd> Korea-Japan Young Plant Scientist Symposium
  • 発表場所: POSTECH, Korea (シンポジウム講演)
  • 年月日: 20110926-27
• [学会発表] シロイヌナズナ根端メリステムの形成・維持の制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京 (シンポジウム講演)
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] 側根形成開始における細胞分裂の非対称性の制御. (2011)
  • 著者名/発表者名: 郷達明, 城井駿平, 三村徹郎, 深城英弘
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京 (シンポジウム講演)
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] Auxin-inducible LBD/ASL proteins regulate Arabidopsis lateral root initiation through activating the first asymmetric cell divisions of protoxylem pericycle (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuaki Goh, Tetsuro Mimura, and Hidehiro Fukaki
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会、第83 回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
  • 発表場所: 神戸 (ポスター及び口頭発表)
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Auxin and Lateral Root Development : Transcriptional Cascades Regulating Lateral Root Initiation in Arabidopsis thaliana (2010)
  • 著者名/発表者名: Hidehiiro Fukaki
  • 学会等名: Korean Society of Molecular and Cell Biology, Symposium
  • 発表場所: Seoul, KOREA (シンポジウム講演)
  • 年月日: 20101007-08
• [学会発表] シロイヌナズナ側根形成における時期特異的・空間特異的なオーキシン応答の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 城井駿平、小野田誠、郷達明、三村徹郎、田坂昌生、深城英弘
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 春日井 (口頭発表)
  • 年月日: 20100909-11
• [学会発表] シロイヌナズナ側根形成におけるLBD16/ASL18 の下流遺伝子LLPL2 の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横山碧、上原健生、郷達明、奥島葉子、三村徹郎、田坂昌生、深城英弘
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 春日井 (ポスター発表)
  • 年月日: 20100909-11
• [学会発表] Auxin-inducible LBD/ASL members regulate lateral root formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuaki Goh, Tetsuro Mimura, and Hidehiro Fukaki
  • 学会等名: The 21^<st> conference on Arabidopsis research
  • 発表場所: Yokohama, Japan (ポスター発表)
  • 年月日: 20100606-10
• [学会発表] シロイヌナズナ側根形成変異体fewer roots(fwr)の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥村謙一,郷達明,三村徹郎,深城英弘
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本 (口頭発表)
  • 年月日: 20100319-22
• [学会発表] オーキシン誘導性LBD/ASL メンバーは側根の形成開始に関与する (2010)
  • 著者名/発表者名: 郷達明、三村徹郎、深城英弘
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本 (口頭発表)
  • 年月日: 20100319-22
• [学会発表] 根端メリステムの維持に異常を示すシロイヌナズナLR11-4 変異体の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前田貴史、郷達明、三村徹郎,小川健一,深城英弘
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本 (口頭発表)
  • 年月日: 20100319-22
• [学会発表] 側根形成を制御するオーキシンシグナリング (2009)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会シンポジウム「オーキシン研究の新展開」
  • 発表場所: 名古屋 (口頭発表)
  • 年月日: 20090321-24
• [学会発表] シロイヌナズナ側根形成におけるLBD16/ASL18 下流遺伝子の解析」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上原健生、奥島葉子、三村徹郎、田坂昌生、深城英弘
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋 (ポスター発表)
  • 年月日: 20090321-24
• [学会発表] オーキシンを介した側根発生の分子機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会シンポジウム.メリステムによる植物発生のダイナミズム
  • 発表場所: 神戸 (口頭発表)
  • 年月日: 20081209-12
• [図書] オーキシンを介した側根形成の分子機構.植物の生長調節Vol. 47, No. 2 (2012)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘、 郷達明
  • 総ページ数: 76
  • 出版者: 植物化学調節学会
• [図書] 維管束植物の根系構築と側根発生の機構「細胞履歴に基づく植物の形態形成」高等研報告書1004 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘
  • 総ページ数: 158
  • 出版者: 財団法人国際高等研究所
• [図書] オーキシン応答における遺伝子発現制御 「植物のシグナル伝達-分子と応答-」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 根-隠れた半分-「植物の生存戦略」、朝日選書721 (2007)
  • 著者名/発表者名: 深城英弘
  • 総ページ数: 234
  • 出版者: 朝日新聞社
• [備考] 所属機関研究者紹介ホームページ
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/fsci-biol/staff/h-fukaki.html
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/fsci-fukaki/fukaki/top.html
• [備考] 平成24年1月26日 時事通信「側根の成長、制御する遺伝子」
• [備考] 平成24年1月27日 神戸新聞「側根の成長、仕組み解明」朝刊3面