イネ融合葉突然変異体の解析による新規マスター調節遺伝子ネットワークの解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07259
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 永澤 奈美子 (佐藤奈美子) 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00535289)
• 研究分担者: 伊藤 純一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (30345186) ; 永澤 信洋 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (90599268)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 突然変異体 / 葉 / イネ

研究実績の概要

本研究では、イネ融合葉突然変異体（abaxially fused leaf（abl）突然変異体）を解析することで、イネ茎頂分裂組織の発生に関わる未知のマスター調節遺伝子を開拓し、さらに、それらの間の相互関係を明らかにすることを目的としている。この目的が達成されたとき、人間は植物の発生、生長を自在にコントロールすることができることになる。
これまで融合葉という突然変異体に着目してスクリーニングを継続しているが、その結果、再現性のある融合葉突然変異体が少なくとも7グループは同定された。その中で劣性のabl1、abl3および優性のAbl2について主に解析を行っている。
劣性のabl1変異体については、原因遺伝子が明らかになり、mRNA代謝に関わるLSMタンパク質の1種をコードしていた。今後、LSMタンパク質がその分解を制御している遺伝子の種類を特定することを目指す。またabl1変異体は、ライフサイクルを通して複数の融合葉を分化する点で、Abl2およびabl3と異なる。融合葉が形成される時期の茎頂分裂組織の形状や遺伝子発現の点でもそれらの系統とは異なりユニークである可能性が高いので、今後詳細な解析を進める。
優性のAbl2変異体および劣性のabl3変異体は、いずれもイネの発芽直後に形成される葉のみで融合葉が生じる系統である。いずれも遺伝子が単離されたので、遺伝子発現解析や二重変異体解析などを進めているところである。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

主に解析している３突然変異体の原因遺伝子がすべて明らかになり、その情報を用いた解析を行える状況になっている。

今後の研究の推進方策

突然変異体の原因遺伝子の組織特異的発現解析や相補性検定、下流の遺伝子の特定、二重突然変異体の解析などを行って、葉の分化に関わる遺伝子カスケードを明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

原因遺伝子の単離のためにかかった費用が予定より低かったため、次年度使用額が生じた。繰越額については、次年度に行う解析のための費用として使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] The NAC transcription factor gene OsY37 (ONAC011) promotes leaf senescence and accelerates heading time in rice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mannai YE, Akabane K, Hiratsu K, Satoh-Nagasawa N, Wabiko H.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 18 ページ: 1-21
  • DOI: 10.3390/ijms18102165.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cesium Uptake by Rice Roots Largely Depends Upon a Single Gene, HAK1, Which Encodes a Potassium Transporter. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Rai, Saki Yokoyama, Namiko Satoh-Nagasawa, Jun Furukawa, Takiko Nomi, Yasuka Ito, Shigeto Fujimura, Hidekazu Takahashi, Ryuichiro Suzuki, ELMannai Yousra, Akitoshi Goto, Shinichi Fuji, Shin-ichi Nakamura, Takuro Shinano, Nobuhiro Nagasawa, Hiroetsu Wabiko, Hiroyuki Hattori.
  • 雑誌名: Plant and cell physiology 巻: 58 ページ: 1468-1493
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx094.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] サイトカイニン合成遺伝子を導入したイネにおける早生化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 織笠祐実、我彦廣悦、佐藤（永澤）奈美子、田母神繁
  • 学会等名: 日本植物生理学会