植物器官形成の開始位置を決める局所的オーキシン蓄積の確立機構

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02463
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 深城 英弘 神戸大学, 理学研究科, 教授 (80324979)
• 研究分担者: 郷 達明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80511419)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 器官形成 / 側根形成 / オーキシン / 細胞内膜輸送 / シロイヌナズナ

研究実績の概要

植物の根・葉・花などの器官は、細胞間または組織・器官間におけるオーキシンの分配制御によって、局所的にオーキシンが蓄積する部位に形成される。本研究は、植物器官形成の開始位置を決定する局所的なオーキシン蓄積の確立機構を解明することを大きな目的として、側根形成の開始頻度が顕著に低下するシロイヌナズナfewer roots（fwr）変異体の原因遺伝子として同定した低分子量ADP-ribosylation factor (Arf) GTPaseのグアニンヌクレオチド交換因子（Arf GEF）GNOMに注目し、申請者らが独自に単離したfwr変異体と、fwrの側根形成能を回復させるfspサプレッサー変異体シリーズを用いた生理学的・発生学的・生化学的解析により、側根形成の開始におけるGNOMを介した局所的オーキシン蓄積の確立機構を明らかにする。2020年度の主な成果を以下に示す。
１）fsp1変異体の原因遺伝子SUR2/ CYP83B1の発現パターンを解析するためのレポーター系統を作出し、SUR2/ CYP83B1が葉脈、胚軸下部、根の内鞘細胞および静止中心で発現していることを明らかにした。
２）内生オーキシン（IAA）量の分析とオーキシン応答性DR5:LUC レポーターを用いた解析から、fsp1 fwr二重変異体では、fsp1変異によって引き起こされる過剰なIAA合成により側根創始細胞の形成がfwr背景で起こることが強く示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Tissue growth constrains root organ outlines into an isometrically scalable shape (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara M, Goh T, Tsugawa S, Nakajima K, Fukaki H, Fujimoto K.
  • 雑誌名: Development 巻: 148 ページ: dev196253
  • DOI: 10.1242/dev.196253
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Root-knot nematodes induce gall formation by recruiting developmental pathways of post-embryonic organogenesis and regeneration to promote transient pluripotency (2020)
  • 著者名/発表者名: Olmo R, Cabrera J, Diaz-Manzano FE, Ruiz-Ferrer V, Barcala M, Ishida T, Garcia A, Andres MF, Ruiz-Lara S, Verdugo I, Pernas M, Fukaki H, Del Pozo JC, Moreno-Risueno MA, Kyndt T, Gheysen G, Fenoll C, Sawa S, Escobar C.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: 227 ページ: 200-215
  • DOI: 10.1111/nph.16521
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Blue Light Regulates Phosphate Deficiency-Dependent Primary Root Growth Inhibition in Arabidopsis (2020)
  • 著者名/発表者名: Yeh CM, Kobayashi K, Fujii S, Fukaki H, Mitsuda N, Ohme-Takagi M.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 10 ページ: 1803
  • DOI: 10.3389/fpls.2019.01803
• [雑誌論文] Peptide-Receptor Signaling Controls Lateral Root Development (2020)
  • 著者名/発表者名: Jourquin J, Fukaki H, Beeckman T.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 182 ページ: 1645-1656
  • DOI: 10.1104/pp.19.01317
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 根が分岐する間隔を調節する低分子分泌ペプチド (2020)
  • 著者名/発表者名: 豊倉 浩一, 郷 達明, 深城 英弘
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 58 ページ: 322-324
  • 査読あり
• [学会発表] 側根形成能が顕著に低下するシロイヌナズナの変異体 fewer roots (fwr) のサプレッサー変異体 fewer roots suppressor 1 (fsp1)の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤千恵子，池上聡，郷達明，笠原博幸，近藤侑貴，石崎公庸，三村徹郎，深城英弘
  • 学会等名: 第62回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 発光レポーター遺伝子を用いた側根プレパターニング変異体の単離と解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小笹綾香，後藤千恵子，郷達明，近藤侑貴，石崎公庸，三村徹郎，深城英弘
  • 学会等名: 第62回日本植物生理学会年会
• [備考] 神戸大学大学院理学研究科生物学専攻・深城研究室ウェブサイト
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/fsci-fukaki/fukaki/fukaki_laboratory.html
• [備考] 神戸大学大学院理学研究科生物学専攻・理学部生物学科ウェブサイト（教員紹介）
  • URL: http://www.edu.kobe-u.ac.jp/fsci-biol/faculty/fukaki.html