| 研究概要 |
単子葉植物における葉の形態進化を解明するために,葉の構造が一般的な葉(両面葉)とは大きく異なる「単面葉」の発生進化学的研究を行った.まず,単面葉の葉身は,遺伝子発現レベルでも完全に背軸側化した構造を持つこと,そしてそのような葉は,発生のごく初期に,背軸側運命を持つ領域が異所的に増殖することによって発生することを明らかにした.また,その進化には,small RNAによる遺伝子発現調節機構の改変が関与することを明らかにした.次に,多くの単面葉は,一般的な葉(両面葉)とは異なるしくみで,葉を平面成長させる機構を収斂進化させたこと,そしてそれは,両面葉で葉の中央部の細胞増殖を制御している転写因子がリクルートされることにより進化したことを明らかにした.さらに平らな単面葉では,葉の中央-周縁軸が,両面葉の場合と直交して分化することを利用して,その発生・分化機構を解析した結果,葉の中央-周縁軸は,平らな葉が形成されるとその形に依存して自律的に分化することを示した.また,単面葉解析のモデルとして,研究材料として扱いやすく,葉の形態が多様なイグサ属植物に着目し,両面葉あるいは単面葉を持つ複数の種で,形質転換に向けたカルス化および再分化系を構築するとともに,遺伝学的研究に向けた突然変異体の単離系を開発した.さらに,分子系統解析および葉の構造の組織学的解析によりイグサ属植物における葉の形態進化パターンを解析し,単面葉は不可逆的で少数のイベントにより進化したこと,また単面葉の横断面は丸い形が祖先形質であり,平らな単面葉は,丸い単面葉から何度か繰り返し進化したことを明らかにした.
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