葉の基部・先端軸と左右相称性形成の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14036216
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 町田 泰則 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80175596)
• 研究分担者: 町田 千代子 中部大学, 応用生物学環境生物科学科, 教授 (70314060) ; 上野 宜久 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20335011)
• キーワード: 葉の発生分化 / 左右相称性 / ホメオボックス遺伝子 / 転写遺伝子 / 植物ホルモン

研究概要

葉は、茎頂メリステムから分化する器官であり、長軸方向にそって托葉、葉柄、葉身という3つの構造から成っている。葉身は扁平で裏表があり左右相称的な形態をしている。本研究の目的は、このような、葉の発生分化の仕組みを明らかにすることである。平成15年度は以下のような点を明らかにした。(1)as1変異体におけるKNAT1,2,6のmRNAレベルの上昇とas1表現型との関連性を明らかにするために、これまでにas1 knat1二重変異体とas1 knat2 knat6三重変異体を作製した。現在、表現型を観察している。さらに、as2との多重変異体も作成中である。(2)AS2-GRを導入したas2変異体の研究から、AS2は核内で機能していると推察された。As1-GFPとYFP-AS2融合タンパク質の核内の局在部位を検討した。予備的な結果では、ともに、核内で多数のドット状に存在していた。また、かなり大きなドットも見られた。(3)AS1とAS2の結合領域を酵母のTwo-hybrid systemで調べている。As2側はAs2ドメインが、As1側はMybドメインとc末端のCoiled-coil領域の間の領域が必要であることがわかった。(4)Two-hybrid systemにより、AS2と相互作用する因子として、Ring fingerタンパク質、ユビキチンなどが同定された。また,遺伝的に相互作用する因子としてREVOLUTAが同定された。(5)as1およびas2変異体にTSAを投与すると高頻度に背軸化した棒状の葉を形成した。この実験結果は、AS1,AS2のクロマチン修飾への関わりを示唆しているが、AS1,AS2の細胞内局在と標的タンパク質の同定及びそれらの生化学的特性を明らかにすることにより、その基本的仕組みに迫ることができるであろう。

研究成果

• [文献書誌] Ha, C.M.et al.: "The BLADE-ON-PETIOLE1 gene controls leaf pattern formation through the modulation of meristematic activity in Arabidopsis."Development. 133. 161-172 (2003)
• [文献書誌] Ishikawa, T.et al.: "The GLOBULAR ARREST gene, which is involved in the biosynthesis of folate, is essential for late embryogenesis in Arabidopsis thaliana."Plant J.. 33. 235-244 (2003)
• [文献書誌] Soyano, T.et al.: "NQK1/NtMEK1 is a MAPKK that acts in the NPK1 MAPKKK-mediated MAPK cascade and is required for plant cytokinesis."Genes & Development. 17. 1055-1067 (2003)
• [文献書誌] 征矢野敬, 町田泰則: "植物細胞の細胞質分裂制御:キネシン様蛋白質とMAPキナーゼカスケードの役割"蛋白質・核酸・酵素. 48. 1683-1692 (2003)
• [文献書誌] Tanaka, T.et al.: "A new method for rapid visualization of defects in leaf cuticle reveals five intrinsic patterns of surface defects in Arabidopsis."Plant J.. 37. 139-146 (2004)
• [文献書誌] Machida C.et al.: "Function of the ASYMMETRIC LEAVES1 and ASYMMETRIC LEAVES2 genes in leaf development of Arabidosis"Plant Morphology. (in press). (2004)
• [文献書誌] Machida C.et al.: ""Formation of a symmetric flat leaf lamina in Arabidopsis" in Morphogenesis and Pattern Formation in Biological Systems : Experiments and Models"published by Springer-Verlag (ed. By Sekimura T., Noji, N., Ueno, N., Maini, P.K.). 177-187 (2003)