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2018 年度 実績報告書

イネ胚乳におけるアリューロンおよびデンプン性胚乳細胞分化メカニズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04861
研究機関名古屋大学

研究代表者

服部 束穂  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (10164865)

研究分担者 武田 真  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (00432253)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード胚乳 / 変異体 / 運命特定 / 細胞分化 / デンプン性胚乳 / アリューロン層
研究実績の概要

イネ種子の胚乳は、内部のデンプン性胚乳(SE)と最外層(基本的に1細胞層)にあるアリューロン(AL)層から構成されている。本研究はALが複層化する変異体aal1、ならびにALがSE部位に異所分化する変異体aal2についての詳細な解析により、イネ胚乳の細胞分化制御の分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度の成果は次の通りである。
(1)aal2 の示す異所的AL 様細胞の様態を詳細に観察した。異所的AL様細胞は、SE 領域の中心部から縁辺部まで様々な部位で観察された。何れの場合も周囲のSE 細胞とは形態が異なる細胞クラスターを形成していたことから、何らかの細胞増殖制御の異常により本来SE に運命特定された細胞がAL 運命に転換され、さらに増殖してクラスターを形成したものと考えられた。実際、胚乳発達の比較的初期のCLSM観察においては、異常な分裂細胞のクラスターを確認した。これらの結果からは、AL/SE 運命特定における位置情報の細胞による解釈は統制のとれた細胞分裂の上に成り立っていることが示唆される。
(2)aal2のもつ変異は塩基置換変異で5’非翻訳領域内にあったが、in silico 解析からtelo-box と呼ばれる、リボソームタンパク質、リボソームプロセシングタンパク質、ならびに細胞周期関連遺伝子の主に5’非翻訳領域あるいは転写開始付近に頻繁に存在する転写のシスエレメント配列と合致する配列内にあることがわかった。実際この遺伝子の発現を定量RT-PCR により調べると、その転写産物レベルは野生型のものに比べ顕著に低下していた。また、CRISPR/Cas9法により、野生型アレルのtelo-box 内に変異を導入するとaal2 表現型が確認された。よってこの5’UTRに存在するtelo-boxが実際にシスエレメントとして機能していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] イネ胚乳発生過程における細胞運命特定機構について2020

    • 著者名/発表者名
      高藤良典,Kim Nhung Ta,鈴木俊哉,佐藤(志水)佐江,高橋(野坂)実鈴,佐藤豊,木村若菜,大岩徹郎,武田真,服部束穂
    • 学会等名
      日本育種学会第137回講演会
  • [学会発表] イネ胚乳形成過程における細胞の分裂と分化に異常を示すabnormal cell division 1 (abc1) 突然変異体の解析2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木俊哉, 伊澤康太郎, 高藤良典, 服部束穂, 野坂実鈴, Kim Nhung Ta, 佐藤(志水)佐江, 佐藤豊
    • 学会等名
      日本育種学会第137回講演会
  • [学会発表] イネ胚乳変異体の分子遺伝学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      加藤大和,小林裕子,小林一成,北野英己,武田真,服部束穂
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 「コメのいいところ」2019

    • 著者名/発表者名
      服部束穂
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会
  • [学会発表] イネ胚乳の発生におけるプラスチドシグナリングの関与2019

    • 著者名/発表者名
      加藤大和、深井麻央、阿南秀、佐藤豊、志水佐江、北野英己、小林裕子、小林一成、武田真、服部束穂
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 異所的なアリューロン様細胞を生じるイネ新規変異体abnormal alueurone layer 2の解析2018

    • 著者名/発表者名
      加藤大和、小林裕子、小林一成、北野英己、武田真、服部束穂
    • 学会等名
      日本育種学会第134回講演会

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公開日: 2021-01-27  

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