シュート軸の形成と領域化の解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14036206
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長戸 康郎 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10143413)
• 研究分担者: 松岡 信 名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 教授 (00270992)
• キーワード: イネ / 胚発生 / 領域化 / 茎頂分裂組織 / 突然変異 / パターン形成

研究概要

胚の中で貧弱なシュートと複数の幼根を分化するmr1を詳細に解析した結果、形態的分化以前の球状胚段階から、胚の基部領域が拡大し、一方、頂部領域は小さくなっていた。幼根を含め根は正常であるが、シュートは多くの異常を示したので、mr1では胚の頂部領域が縮小し、その結果補償的に基部領域が拡大し、幼根が複数分化したと考えられる。
棍棒状の胚を作るcle1変異体は、形態的特徴、OSH1,RAmy1Aの発現様式から、基部領域を欠失し胚盤のみが残ったものであることがわかった。実際、SAM、胚盤を含む頂部領域が球状胚以降退化するshl3との2重変異体ではごく小さな細胞塊のみが形成された。従って、基部領域の欠失は頂部の拡大を引き起こさない、と考えられる。また、shl1,shl2の弱いアリルの表現型は、sho1変異体と非常によく似ており、それらが共同でSAMの維持及び側生器官の分化に関わっていることが示唆された。
茎頂分裂組織欠失変異体shl1,shl2の多数のアリルの解析から、球状胚におけるOSH1の発現領域の広さ、SAMの分化頻度、それが維持される期間(SAMが消失するまでの期間)の間には正の相関があり、SAMの分化は、"all or nothing"の2者択一的な過程ではなく、連続的なものであることがわかった。
葉間期が野生型の約半分となるPla1では葉が短くなる。その原因を明らかにするため、葉の発生過程を調べたところ、Pla1の葉は短期間に全ての発生イベントを正常に遂行していた。すなわち、Pla1では葉が早く成熟するために、若い葉からの葉原基分化の抑制シグナルが早期に解除されると考えられる。
なお、シュート、幼根が胚の中で増加するare1遺伝子をほぼクローニングできた。

研究成果

• [文献書誌] Satoh, N.: "The SHOOTLESS2 and SHOOTLESS1 genes are involved in both the initiation and maintenance of the shoot apical meristem through regulating the number of indeterminate cells"Genetics. 163(印刷中). (2003)
• [文献書誌] Nagasawa, N.: "SUPERWOMAN 1 and DROOPING LEAF genes control floral organ identity in rice"Development. 130. 705-718 (2003)
• [文献書誌] Ahn, B.O.: "A genetic and physica l map of the region containing PLASTOCHRON 1, a heterochronic gene, in rice (Oryza sativa L.)"Theoretical and applied Genetics. 105. 654-659 (2002)
• [文献書誌] Miyoshi, K.: "Temporal and spatial expression pattern of the OSVP1 and OSEM genes during seed development in rice"Plant & Cell Physiology. 43. 307-313 (2002)
• [文献書誌] Asai, K.: "A rice heterochronic mutant, mori1, is defective in the juvenile-adult phase change"Development. 129. 265-273 (2002)
• [文献書誌] Ikeda, K.: "ABERRANT PANICLE ORGANIZATION 1 gene regulates the meristem organization in rice"Rice Genetics Newsletter. 19. 42-45 (2002)