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高等植物の形態形成機構の中でも特に茎伸長に関して、突然変異体とその関連遺伝子の発現制御の解明を通じて理解することを目的とする。実験植物シロイヌナズナの茎伸長遺伝子ERECTA(ER)を例にとり、形態形成過程における遺伝的な発生プログラムに関して分子遺伝学的研究を行うことで明らかにする。
1、ERBP1、ERBP2遺伝子によるER遺伝子の転写調節(発現制御)機構の解明。
ER遺伝子の転写調節因子の候補として単離したERBP1およびERBP2のT-DNA挿入による機能喪失変異体は、それぞれの単一変異体の場合は突然変異の表現型を示さないが、ERBP1 ERBP2二重突然変異体を作製すると、胚発生、特に子葉の分化、根の分化に異常があることを見出した。さらに形態学的・細胞学的に詳細な解析を行ったところ、ERBP1 ERBP2二重変異体では、茎頂分裂組織が存在せず、葉状の器官を幾つか分化した後に発生を停止した。これらのことからERBP1とERBP2は冗長性を持ち、発生初期に重要な役割を担っていることを明らかにした。
2、Linker-Scan法によるER遺伝子の発現制御領域の解析
ER遺伝子の発現調節領域について、さらに必須な領域を検討するためにlinker-scam法による解析を行い、発現調節領域をより狭範囲に限定した。
3、遺伝子ドメインおよび発現調節領域の交換などによるER遺伝子の解析。
ER遺伝子は富ロイシン領域、膜貫通領域、キナーゼの3つのドメインを持つ。それぞれのドメインを同様な組成を持つ別の遺伝子(CLV1、BRI1など)と交換しコンストラクトを作製し、植物に導入した。また、発現調節されている空間的な位置の変更による形質転換植物の表現型の観察に基づき、発現部位特異的な調節と機能との関連を解析した。
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