分裂組織で発現する受容体型キナーゼを介した植物発生の制御

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13017213
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 河内 孝之 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (40202056)
• 研究分担者: 竹村 美保 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (20273857)
• キーワード: 受容体型キナーゼ / シロイヌナズナ / 茎頂分裂組織 / タンパク質リン酸化 / 器官分化 / 遺伝子発現調節

研究概要

植物の分裂組織では、未分化な細胞の維持と細胞増殖ならびに器官分化が協調的に行われており、細胞間のコミュニケーションが必須である。細胞間コミュニケーションにおいて重要な働きをしている受容体型キナーゼ遺伝子に注目した。系統的なディファレンシャルスクリーニングにより単離された茎頂ならびに根端分裂組織で発現する受容体型キナーゼ遺伝子IRK(IMK2)ならびにIMK3の機能解析を進めていた。IMK3遺伝子破壊株ならびに過剰発現株の解析を行ったが、形態変化などは見られなかった。受容体型キナーゼ遺伝子IMK3が働くシグナル伝達経路を解明するために、これまでにIMK3キナーゼドメインのリン酸化ターゲットとして、MADS-box遺伝子AGL24を単離していた。この遺伝子の植物体内での機能を明らかにするために、遺伝子破壊株の単離ならびに過剰発現株の作成を行った。過剰発現株は顕著な形態変化を示し、例えば、萼や花弁が葉様化したり、花の中にまた花ができる、稔性が低下するなどの変化が見られた。茎頂ならびに根端分裂組織で低発現するIRK(IMK2)遺伝子について破壊株の解析を行ったが、通常の生育条件下での成育とオーキシンやオーキシン輸送阻害剤に対する応答を調べたが、野生型と比較して顕著な差は認められなかった。その原因としては、生育条件が表現型を示すには適していない、機能重複遺伝子が存在する、相互依存的に働く別のシグナル伝達経路が存在するなどが可能性として考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Kohchi, T.: "The Arabidopsis HY2 gene encodes phytochromobilin synthase, a ferredoxin-dependent biliverdin reductase"Plant Cell. 13. 425-436 (2001)
• [文献書誌] Frankenberg, N.: "Functional genomic analysis of the HY2 family of ferredoxin-dependent bilin reductases from osygenic photosynthetic organisms"Plant Cell. 13. 965-978 (2002)
• [文献書誌] Kohchi, T.: "Genomic analysis of Arabidopsis thaliana"UNESCO Encyclopedia of Life Science Support. (In press). (2002)
• [文献書誌] Kanamoto, H.: "Molecular cloning and characterization of a gene encoding for a putative receptor-like protein kinase with a leucine-rich repeat expressed in inflorescence and root apices from Arabidopsis"Plant Biotech.. (In press). (2002)