葉の発生ロジックの多元的開拓

2017 年度 実績報告書

• 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: 25113002
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塚谷 裕一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90260512)
• 研究分担者: Ferjani Ali 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (20530380) ; 坂本 卓也 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 研究員 (40637691) ; 堀口 吾朗 立教大学, 理学部, 准教授 (70342847)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• キーワード: 葉形態形成 / メタボロミクス / イネ / リボソーム / 補償作用 / 葉原基 / シロイヌナズナ / ゼニゴケ

研究実績の概要

葉の補償作用現象に関連して、fugu5変異体のメタボロミクス解析により、理研・平井Gと望月博士（とに計画・総括班）との共同研究から、PPiが糖新生を阻害する主要な代謝ステップを明らかにし、これまで見逃されていた代謝経路の存在を予言することができた(Ferjani et al. submitted)。
一方、光強度に応じた葉の厚さの制御に関して、核内倍加は細胞の等方向的肥大には関連性が認められるものの、葉の厚さ方向への極性伸長には関与していないことが明らかとなった。また糖の外部投与により前者の過程が促進することを見いだした（Hoshino et al. in prep）。
リボソーム生合成関連変異体の解析からは、向背軸性の制御は、特定のリボソームに関連した接点を持つことが判明した(Kojima et al. 2018)。またプラスチドの翻訳異常が、側根原基のパターン形成に異常をもたらすことを見いだした（Nakata et al. 2018）。
一方、東大・伊藤研究室（公募班）との共同解析から、イネのAN3ホモログは、シロイヌナズナAN3と基本的に同じ形態形成上の機能を持つものの、葉原基におけるmRNA発現パターンが大きく異なることが判明した（Shimano et al. 2018）。
さらにゼニゴケにおけるAN遺伝子ホモログの機能を解析したところ、半数体世代において細胞表層微小管の配向異常と、それに相関した細胞・組織の形態異常が認められた。コケ段階では、半数体世代（配偶子世代）においてすでにシロイヌナズナの複相世代（胞子体世代）と同じ細胞レベルの機能を有していたことになる（Furuya et al. in revision)。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] The Universidad Miguel Hernandez(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: The Universidad Miguel Hernandez
• [雑誌論文] Two nucleolar proteins, GDP1 and OLI2, function as ribosome biogenesis factors and are preferentially involved in promotion of leaf cell proliferation without strongly affecting leaf adaxial-abaxial patterning in Arabidopsis thaliana. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kojima K, Tamura J, Chiba H, Fukuda K, Tsukaya H, Horiguchi G
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: ー ページ: ー
  • DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2017.02240
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Plastid gene expression is essential for lateral root stem-cell patterning, symplastic connectivity, and root plastid distribution in Arabidopsis thaliana (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakata MT, Sato M, Wakazaki M, Sato N, Kojima K Sekine A, Nakamura S, Shikanai T, Toyooka K, Tsukaya H, Horiguchi G
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 7 ページ: ー
  • DOI: doi:10.1242/bio.028175
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Palisade cell shape affects the light-induced chloroplast movements and leaf photosynthesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Gotoh E, Suetsugu N, Higa T, Matsushita T, Tsukaya, Wada M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 1472
  • DOI: doi: 10.1038/s41598-018-19896-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Conserved functional control, but distinct regulation of cell proliferation in rice and Arabidopsis leaves revealed by comparative analysis of GRF-INTERACTING FACTOR 1 orthologs. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimano S, Hibara K, Furuya T, Arimura S, Tsukaya H, Itoh J
  • 雑誌名: Development 巻: 145 ページ: 159624
  • DOI: https://doi: 10.1242/dev.159624
  • 査読あり
• [雑誌論文] How have leaves of mycoheterotrophic plants evolved-from the view point of a developmental biologist (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsukaya H
  • 雑誌名: New Phytol 巻: 217 ページ: 1401-1406
  • DOI: https://doi.org/10.1111/nph.14994
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular bases for phyllomorph development in a one-leaf plant, Monophyllaea glabra (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa N, Takahashi H, Nakazono M, Tsukaya H
  • 雑誌名: American Journal of Botany 巻: 104 ページ: 233-240
  • DOI: https://doi.org/10.3732/ajb.1600303
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Compensated cell enlargement in fugu5 is specifically triggered by lowered sucrose production from seed-storage lipids. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Morimoto R, Ishida M, Asaoka M, Maeshima M, Tsukaya H, and Ferjani A.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 58 ページ: 668-678
  • DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pcx021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatially different tissue-scale diffusivity shapes ANGUSTIFOLIA3 signaling gradient in growing leaves. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawade K, Tanimoto H, Horiguchi G, Tsukaya H.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 113 ページ: 1109-1120
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.bpj.2017.06.072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing stochastic property of endoreduplication in cell-size determination of Arabidopsis thaliana leaf epidermal tissue. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawade K, Tsukaya H.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12(9) ページ: e0185050
  • DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence for a role of ANAC082 as a ribosomal stress response mediator leading to growth defects and developmental alterations in Arabidopsis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Obayashi I, Lin C-Y, Shinohara N, Matsumura Y, Machida Y, Horiguchi G, Tsukaya H, Sugiyama M.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 29 ページ: 2644-2660
  • DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.17.00255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Leaf shape diversity with an emphasis on leaf contour variation, their developmental background, and their adaptive meanings. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsukaya H
  • 雑誌名: Seminars in Cell and Developmental Biology 巻: in press ページ: -
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2017.11.035
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] An aquatic plant Callitriche palustris: its dimorphic nature of leaf development, and potentials as a modern experimental plant (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Koga, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/28 シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] A critical role of the NAC transcripIwai Ohbayashi1, Shun Sasaki2, Chung-yi Lin3, Naoki Shinohara3, Yoko Matsumura4, Yasunori Machida4, Gorou Horiguchi5,6, Hirokazu Tsukaya7,8, Masahiko Furutani1, Hitoshi Onouchi2, Munetaka Sugiyama3 tion factor ANAC082 in ribosomal stress signaling of plant cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi, Shun Sasaki, Chung-yi Lin, Naoki Shinohara, Yoko Matsumura, Yasunori Machida, Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya, Masahiko Furutani, Hitoshi Onouchi, Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/30 シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] A quartet of NAC transcription factor genes is upregulated in response to abnormal ribosomal proteins and enhances leaf abaxialization in asymmetric leaves2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Iwai Ohbayashi, Munetaka Sugiyama, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/30 シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ANGUSTIFOLIAはアクチン繊維の配向を制御することでシロイヌナズナ葉細胞のホメオスタティックな核定位に関わる (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩渕功誠，大西春菜，田村謙太郎，深尾陽一朗，塚谷裕一，西村いくこ
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/29 口頭発表
• [学会発表] シロイヌナズナOLI1, HDA9, SANT1による葉の細胞増殖制御機構の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木真里奈，篠塚奈々絵，出村拓，塚谷裕一，堀口吾朗
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/29 口頭発表
• [学会発表] シロイヌナズナの葉においてan3変異による細胞成長促進は表皮では細胞自律的に柵状組織では細胞非自律的に働く (2018)
  • 著者名/発表者名: 野崎守，川出健介，堀口吾朗，塚谷裕一
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/29 口頭発表
• [学会発表] Mechanisms of Unifacial Leaf Morphogenesis in Juncus prismatocarpus (2018)
  • 著者名/発表者名: Xiaofeng Yin，Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/29 口頭発表
• [学会発表] 強光下での厚葉形成における青色光と糖の役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 星野里奈，吉田祐樹，塚谷裕一
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/29 口頭発表
• [学会発表] 脂肪酸エポキシ化酵素による胚のパターン形成制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川出健介，李一蒙，澤田有司，塚谷裕一，平井優美
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 3/30 口頭発表
• [学会発表] The Analysis of RTFL Family Function on the Control of Rhizoid Development in Marchantia polymorpha (2018)
  • 著者名/発表者名: Pin Guo, Tomoyuki Furuya, Takayuki Kohchi, Takehiko Kanazawa, Takashi Ueda, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 ポスター発表
• [学会発表] モノフィレアの一葉性を支える分子機構の解明を目指して (2018)
  • 著者名/発表者名: 木下綾華，古賀皓之，Sujung Kim, 望月伸悦，長谷あきら，塚谷裕一
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 ポスター発表
• [学会発表] 青色光に応じた葉のねじれ運動の遺伝子基盤 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大塚祐太，芳賀健，酒井達也，塚谷裕一
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 ポスター発表
• [学会発表] Morphological and Molecular Characterisation of Domatia Development in Myrmecophytes (2018)
  • 著者名/発表者名: Emma Sarath, Hirokazu Tsukaya, Hiroyuki Koga
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会 ポスター発表
• [学会発表] How mutations in ribosome-related genes affect leaf adaxial-abaxial patterning in Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
• [学会発表] The movement without nerves of muscles :The twisting movement of plant leaves toward light (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuta Otsuka, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
• [学会発表] Comparison of cell proliferation control between leaves and flower organs in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Kinoshita, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
• [学会発表] Patterning of the Cylindrical X (2017)
  • 著者名/発表者名: Xiaofeng Yin, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
• [学会発表] Comparative and quantification analyses of RTFL/ DEVIL suppressors (2017)
  • 著者名/発表者名: Pin Guo, Takahiro Yamaguchi, Tomoko Abe, Hirokazu Tsukaya,
  • 学会等名: 28th International Conference on Arabidopsis Research
  • 国際学会
• [学会発表] 葉における細胞分裂・細胞伸長の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9 シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] シロイヌナズナのリボソームストレス応答とNAC転写因子ANAC082の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大林祝、林忠逸、篠原直貴、松村葉子、町田泰則、堀口吾朗、塚谷裕一、杉山宗隆
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/8 口頭発表
• [学会発表] シロイヌナズナのmiR396過剰発現体が示す地上部と地下部の境界異常の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀口吾朗、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/8 口頭発表
• [学会発表] Morphological and Anatomical Characterisation of Domatia Development in Myrmecophyte (2017)
  • 著者名/発表者名: Emma Sarath, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/8 口頭発表
• [学会発表] シロイヌナズナas2rpl4d における葉の背軸化を抑圧するリボソームタンパク質変異の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 深田かなえ、高原正裕、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/10 口頭発表
• [学会発表] 核内倍加の確率論的な特性を組み込んだ細胞サイズ決定モデル (2017)
  • 著者名/発表者名: 川出健介、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/10 口頭発表
• [学会発表] シロイヌナズナの葉サイズを正に制御するOLI1およびHDA9とともに働く因子とその下流因子の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木真里奈、出村拓、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/10 口頭発表
• [学会発表] fugu5 developmental defects triggered by excess PPi are cell-autonomous (2017)
  • 著者名/発表者名: 郡司玄、高橋和希、堀口吾朗、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/10 口頭発表
• [学会発表] AN3 regulates gametophytic growth in Physcomitrella patens (2017)
  • 著者名/発表者名: Griffin St. Clair, Kensuke Kawade, Gorou Horiguchi, Tomomichi Fujita, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/10 口頭発表
• [学会発表] ゼニゴケ形態形成におけるANGUSTIFOLIAの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古谷朋之、服部考郎、西浜竜一、河内孝之、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/10 口頭発表
• [学会発表] 水草ミズハコベにおけるシュート再生系と形質転換法の確立 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古賀皓之、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] 青色光照射に応じた葉柄のねじれ運動におけるオーキシン応答因子ARFの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大塚祐太、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] RTFL Peptide Family: How it regulates the morphogenesis in land plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Pin Guo, Tomoyuki Furuya, Takayuki Kohchi, Tomoko Abe, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] 不定根形成を指標としたシロイヌナズナDMSO高感受性変異体の単離と表現型解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野崎守、川出健介、塚谷裕一、杉山宗隆
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] Patterning of the Cylindrical Unifacial Leaf Plant Juncus torreyi (Juncaceae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Xiaofeng Yin, 塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] Genetic evidence indicates that IBA derived IAA is a key driving mechanism for Class II CCE in fugu5 (2017)
  • 著者名/発表者名: 多部田弘光、浅岡真理子、高橋和希、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] シロイヌナズナにおける葉と花器官の細胞分裂制御の比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木下綾華、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] An emrging role of inorganic pyrophosphate in stomatal function (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅岡真理子、井上晋一郎、郡司玄、木下俊則、前島正義、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] 補償作用での細胞伸長の増大を担う因子の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 江崎和音、堀口吾朗、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会 9/9,10 ポスター発表
• [学会発表] 講演「植物を観る、植物を知る」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塚谷裕一
  • 学会等名: 名古屋大学理学部第7回コロキウム 9/19
  • 招待講演
• [学会発表] Understanding the molecular mechanisms of dimorphic leaf development in response to submergence using non-model plants Callitriche (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Koga, Kei Hashimoto, Kiminori Toyooka, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シロイヌナズナas2 rpl4dにおける葉の背軸化を抑圧するリボソームタンパク質変異の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 深田かなえ、高原正裕、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所 第7回植物RNAネットワークシンポジウム 12/14-15
• [学会発表] シロイヌナズナMIR396Aの過剰発現が地上部と地下部の境界の維持に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀口吾朗、塚谷裕一
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所 第7回植物RNAネットワークシンポジウム 12/14-15
  • 招待講演
• [学会発表] 葉の細胞・器官サイズを制御するメカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 塚谷裕一
  • 学会等名: ワークショップ「サイズ」で斬る分子細胞生物学 第10会場 12/8
  • 招待講演
• [備考] 植物発生ロジックの多元的開拓
  • URL: http://logics.plantdev.biol.s.u-tokyo.ac.jp/