双子葉植物の栄養成長過程を制御する遺伝子群の解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08262212
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 田坂 昌生 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90179680)
• 研究分担者: 藤澤 久雄 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00025347)
• キーワード: シロイヌナズナ / 子葉形成 / 頂芽分裂組織 / トランスポゾン / NACドメイン / 重力屈性 / 突然変異 / 内皮細胞

研究概要

1.トランスポゾンタギングによる形態異常突然変異株の分離と遺伝子のクローニング
シロイヌナズナから2枚の子葉が縁で融合してカップ状になるcuc突然変異株を単離した。遺伝学的解析から、2つの独立な遺伝子CUC1とCUC2がこの突然変異に関係していることが解った。それぞれのCUC遺伝子の単独変異株の解析などからこの遺伝子は両方とも子葉の分離と頂芽分裂組織の形成および花のがくと雄しべの分離に関係することが示唆された。そしてこの変異株の発生過程の解析からこれらの器官の形成過程における器官分離についてのモデルを提唱した。CUC2遺伝子をトランスポゾタッギングにより単離した。CUC2タンパク質はこれまでにペチュニアの頂芽分裂組織の形成に関与する遺伝子として報告されたNAMタンパク質と類似していた。
2.シロイヌナズナの花茎の重力屈性異常突然変異株の研究
シロイヌナズナの花茎は負の重力屈性反応を示す。この重力屈性反応に関係する6つの遺伝子座(SGR‐6)を既に明らかにしていた。本年度はさらに重力屈性反応に関係する新しい遺伝子座3つ同定した。さらにこれらの変異株の内、SGR1遺伝子について解析を行ない、この遺伝子が欠損すると花茎と胚軸で内皮細胞が分化せず、そのために重力屈性能を失うことを明らかにした。この遺伝子を単離したところ根で内皮の分化が見られないSCARECROW(SCR)遺伝子と同一であった。単離されたSGR1/SCR遺伝子は転写因子と思われるタンパク質をコードしていた。さらに新しく取れた重力屈性変異株sgr7も内皮細胞を欠く事が明らかになりしかもSGR1/SCRとは別の遺伝子座の変異であった。これらの遺伝子の存在は植物の茎や根で同心円状に組織が分化する現象を解析するよい手がかりとなる。さらにSGR2やSGR4遺伝子について子細なマッピングを行うと共に近傍のDNAマーカーとの組換えラインの作製を行って、遺伝子歩行による遺伝子の単離を始めている。

研究成果

• [文献書誌] Fukaki H.,et al: "Gravitropic response of inflorescence stems in Arabidopsis thaliana" Plant Physiology. 110. 933‐943 (1996)
• [文献書誌] Fukaki H.,et al: "SGR1,SGR2 and SGR3 : Novel genetic loci involved in shoot gravitropism in Arabidopsis thaliana." Plant Physiology. 110. 945‐955 (1996)
• [文献書誌] Fukaki H.,et al: "How do plant shoots bend up? The initial step to elucidate the molecular mechanisms of shoot gravitropism using Arabidopsis thaliana" J.Plant Res.109. 129‐137 (1996)
• [文献書誌] Aida.M.,et al: "Genes involved in organ separation in Arabidopsis : An analysis of the cup‐shaped cotyledon mutant" Plant Cell. (in press).
• [文献書誌] Yamauchi.Y.,etal: "Mutations in the SGR4,SGR5 and SGR6 loci of Arabidopsis thaliana alter the shoot gravitropism" Plant Cell Physiol. (in press).