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2021 年度 実績報告書

植物の世代交代制御因子の進化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06367
研究機関立教大学

研究代表者

榊原 恵子  立教大学, 理学部, 准教授 (90590000)

研究分担者 関本 弘之  日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード進化 / 転写因子 / 陸上植物 / KNOX2遺伝子 / ストレプト藻類
研究実績の概要

陸上植物はその生活環の中で単相と複相の両方に多細胞体制を構築する世代交代を行うが、これは陸上植物の進化の初期に獲得された新規形質である。研究代表者は陸上植物ヒメツリガネゴケを用いて世代交代を制御するホメオボックス型転写因子KNOX2遺伝子を報告した。近年、陸上植物に近縁であるが世代交代を行わないストレプト藻類のゲノム中にKNOX2遺伝子が存在し、KNOX2遺伝子とその姉妹遺伝子であるKNOX1遺伝子はストレプト植物の共通祖先にすでに存在したことがわかった。一方、ヒメツリガネゴケ以外の陸上植物にもKNOX2遺伝子は存在するが、これらのKNOX2遺伝子がそれぞれの植物種で世代交代を制御しているかは不明であった。
本年度はストレプト藻類のKNOX1遺伝子とKNOX2遺伝子、及びヒメツリガネゴケで世代交代を制御することが示されたBELL遺伝子の相同遺伝子の機能解析のため、ヒメミカヅキモKNOX1遺伝子、KNOX2遺伝子、BELL遺伝子に変異を誘導するプラスミドを作製し、ヒメミカヅキモへ導入した。その結果、ヒメミカヅキモKNOX1遺伝子及びBELL遺伝子の変異株をそれぞれ取得した。これらの変異株ではいずれもヒメミカヅキモの有性生殖が亢進していることがわかった、
研究代表者らによってゲノム解読と形質転換系の確立が実施されたツノゴケAnthoceros agrestisのKNOX2遺伝子の発現領域の特定のため、KNOX2遺伝子プロモーター解析のための形質転換体を複数株作製した。配偶体においてはKNOX2遺伝子の発現は確認できず、これは他のコケ植物であるヒメツリガネゴケの結果と一致している。
また、シャジクモのKNOX2遺伝子の機能解析のため、形質転換体系の確立を試み、パーティクルガンによる遺伝子導入に成功し、抗生物質耐性株を得ることができた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Univ. Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Univ. Zurich
  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Cambridge
  • [国際共同研究] Boyce Thompson Institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Boyce Thompson Institute
  • [雑誌論文] An Agrobacterium-mediated stable transformation technique for the hornwort model Anthoceros agrestis2021

    • 著者名/発表者名
      Eftychios Frangedakis, Manuel Waller, Tomoaki Nishiyama, Hirokazu Tsukaya, Xia Xu, Yuling Yue, Michelle Tjahjadi, Andika Gunadi, Joyce Van Eck, Fay-Wei Li, Peter Szovenyi, Keiko Sakakibara
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 232 ページ: 1488-1505

    • DOI

      10.1111/nph.17524

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ゲノム解析から見たツノゴケの二酸化炭素濃縮機構とシアノバクテリア,菌類との共生 植物の陸上進出を可能にした生存戦略2021

    • 著者名/発表者名
      西山 智明, 榊原 恵子, 嶋村 正樹
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 59 ページ: 484-487

  • [雑誌論文] 陸上植物起源研究の最後のフロンティア、ツノゴケの生物学2021

    • 著者名/発表者名
      嶋村正樹、西山智明、榊原恵子
    • 雑誌名

      BSJ-Review

      巻: 12 ページ: 183-185

  • [雑誌論文] ツノゴケゲノムと陸上植物の発生進化2021

    • 著者名/発表者名
      西山智明、嶋村正樹、榊原恵子
    • 雑誌名

      BSJ-Review

      巻: 12 ページ: 186-195

  • [学会発表] ヒメツリガネゴケの生殖器官形成に関わるPpRKDの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木誠也、養老瑛美子、小藤累美子、榊原恵子
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [学会発表] ゼニゴケとヒメツリガネゴケを用いた植物の GAGA 結合タンパク質の機能進化の解析2021

    • 著者名/発表者名
      安居佑季子、井上慎子、田中知葉、岩崎美雪、川井絢子、養老瑛美子、榊原恵子、河内孝之
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [学会発表] ツノゴケAnthoceros agrestisのアグロバクテリウムを介した形質転換系の確立2021

    • 著者名/発表者名
      Eftychios Frangedakis、Manuel Waller、西山智明、塚谷裕一、Peter Szovenyi、榊原恵子
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [備考] 陸上植物の起源を探る研究モデル 「ツノゴケ」への遺伝子導入技術開発に成功

    • URL

      https://www.rikkyo.ac.jp/news/2021/07/mknpps000001p9jk.html

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公開日: 2024-12-25  

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