ヒメツリガネゴケで植物ホルモンオーキシン、サイトカイニン機能解明への網羅的研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13202066
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 長谷部 光泰 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (40237996)
• 研究分担者: 内山 郁夫 岡崎国立共同研究機構, 計算科学センター, 助手 (90243089) ; 藤田 知道 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (50322631) ; 村田 隆 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (00242024)
• キーワード: ヒメツリガネゴケ / EST / ゲノム / 全長cDNA / オーキシン / サイトカイニン / 発生 / 植物ホルモン

研究概要

本研究は、ヒメツリガネゴケをモデルとして、植物の形態形成に重要な働きを持つ植物ホルモンであるオーキシンとサイトカイニンの作用機作に関わる遺伝子群を網羅的に探索することを目的とした。研究方法は、(1)ホルモン無処理、オーキシン処理、サイトカイニン処理サンプルを用いて完全長cDNAライブラリーを作成、(2)ESTの配列決定、(3)カタログ化したクローンを順次ヒメツリガネゴケで過剰発現させオーキシン処理、サイトカイニン処理したときと同じ表現型を示す遺伝子を網羅的に探索するという3段階ですすめた。その結果、1)予定全ライブラリーについて合計5万ESTの塩基配列を決定しほとんどを一般公開した(遺伝研、新井理、小原雄治との共同研究)。2)本研究で構築したEST配列データと既公開のものを合わせた統合ヒメツリガネゴケESTデータベースを構築した(投稿準備中)。各クローンのBLAST検索結果、contig地図、過剰発現時表現型などが一覧できる。3)ESTの中から興味深いクローンについて全長塩基配列を決定し遺伝子系統樹解析から被子植物ゲノムとヒメツリガネゴケゲノムの比較、その進化について考察した。4)単離プロトプラストにDNAを導入後偏光下で培養することにより第1不等分裂の方向を一方向にそろえる条件を確立した。これにより効果的スクリーニングができるようになった。5)過剰発現用に約1500クローンをサブクローニング、約500cDNAの過剰発現表現型の観察をし、オーキシン、サイトカイニンに対する応答性が異なる10cDNAの単離に成功した。これに加え不等分裂異常など生物学的に興味深い表現型を示すcDNAをカタログ化した。

研究成果

• [文献書誌] Shindo, S., Sakakibara, K., Sano, R., Ueda, K., Hasebe, M.: "Characterizatin of a FLORICAULA/LEAFY homologue of Gnetum parvifolium, and its implications for the evolution of reproductive organs in seed plants"Int.J.Plant Sci.. 162. 1199-1209 (2001)
• [文献書誌] Himi, S., Sano, R., Nishiyama, T., Tanahashi, T., Kato, M., Ueda, K., Hasebe, M.: "Evolution of MADS-box gene induced by FLO/LFY genes"J.Mol.Evol.. 53. 387-393 (2001)
• [文献書誌] Hiwatashi, Y., Nishiyama, T., Fujita, T., Hasebe, M: "Establishment of gene-trap and enhancer-trap systems in the moss Physcomitrella patens"Plant J.. 28. 1-14 (2001)
• [文献書誌] Sakakibara, K., Nishiyama, T., Kato, M., Hasebe, M.: "Isolation of Homeodomain-Leucine Zipper Genes from the Moss Physcomitrella patens and the Evolution of Homeodomain-Leucine Zipper Genes in Land Plants"Mol.Biol.Evol.. 18. 491-502 (2001)