植物の分枝を制御するメカニズムの解析

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: 大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
• 研究課題/領域番号: 22119008
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 経塚 淳子 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (90273838)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: イネ / 分枝 / 腋芽の休眠/伸長 / 穂の形態形成

研究実績の概要

植物は成長段階や環境条件に応じてその形態や大きさを変化させる。分枝パターンの調節は、植物の環境と調和した成育にとって重要である。本研究では、腋芽の休眠の制御と穂の分枝の制御に関して解析を続けてきた。
まず、腋芽休眠の詳細な観察から、腋芽休眠時においてもメリステムからは葉の分化が続くが、形成された若い葉での細胞分裂が抑制されるために腋芽が伸びないことを見出した。さらに、休眠状態を解除できる実験系を確立し、休眠解除処理から3時間後には若い葉での細胞分裂が回復することが分かった。これらの実験系でイネを育成し、腋芽の休眠開始、休眠解除、腋芽のホルモン応答などにおける遺伝子発現変動の網羅的解析を進めた。これまでに、マイクロアレイ解析は終了した。その結果、腋芽が休眠する際には、植物に特異的な細胞分裂抑制遺伝子（EL2）、アブシジン酸（ABA）やジャスモン酸（JA）に反応する遺伝子、アスパラギン合成に関わる遺伝子の発現変化が特徴的であった。
穂形成において、メリステムの相転換のタイミングが穂のサイズ(粒数)を決定する。メリステムは無限成長相では枝分かれを続け、有限成長メリステムである小穂メリステムに転換するとそこで穂の成長が終了する。TAWAWA1(TAW1)は無限成長相を維持する遺伝子である。まず、TAW1の分子機能を明らかにするために、TAW1のDNAへの結合確認し、結合配列を特定した。また、TAW1がBLADE-ON-PETIOLE (BOP)タンパク質と相互作用し、機能することを明らかにした。さらに、TAW1は環境情報と穂のサイズ(粒数)制御をつなぐ遺伝子であることが示唆された

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Downregulation of rice DWARF 14 LIKE suppress mesocotyl elongation via a strigolactone independent pathway in the dark. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kameoka H, Kyozuka J,
  • 雑誌名: Journal of Genetics and Genomics 巻: 42 ページ: 119,124
  • DOI: 10.1016/j.jgg.2014.12.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hd3a promotes lateral branching in rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuji H, Tachibana C, Tamaki S, Taoka KI, Kyozuka J, Shimamoto K.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 82 ページ: 256,266
  • DOI: 10.1111/tpj.12811
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lack of cytosolic glutamine synthetase1;2 in vascular tissues of axillary buds caused severe reduction in their outgrowth and disorder of metabolic balance in rice seedlings. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohashi M, Ishiyama K, Kusano M, Fukushima A, Kojima S. Hanada A, Kanno K, Hayakawa T, Seto Y, Kyozuka J, Yamaguchi S, Yamaya T.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 81 ページ: 347-356
  • DOI: 10.1111/tpj.12731
  • 査読あり
• [雑誌論文] SAD1, an RNA polymerase I subunit A34.5 of rice, interacts with Mediator and controls various aspects of plant development. (2015)
  • 著者名/発表者名: Li, W, Yoshida A, Takahashi M, Maekawa M, Kojima M, Sakakibara, H, Kyozuka J.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 81 ページ: 282-291
  • DOI: 10.1111/tpj.12725
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Genome-wide analysis of developmental phase change in rice tiller buds (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyozuka J.
  • 学会等名: XII France-Japan Workshop on Plant Science 2014
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Meristem Activity, Inflorescence Form and Yield of Rice (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyozuka J.
  • 学会等名: 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-31
  • 招待講演
• [学会発表] Cold Spring Harbor Asia Conferences: Genome assisted biology of crops and molecular model plant systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyozuka J.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conferences: Genome assisted biology of crops and molecular model plant systems
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2014-04-24
  • 招待講演