研究課題
ほとんどの植物はソース器官で行われる光合成に依存して生きているが、草食生物や生育環境の激変などによりソース器官の喪失が常に起こりうる。本研究の目的は、ソース器官喪失に応答した非光合成組織における葉緑体発達機構とその生理的意義を明らかにし、植物の器官分化と協調した葉緑体分化制御モデルを分子レベルで構築することにある。これまでの本課題における研究から、地上部から切り離されたシロイヌナズナの根ではサイトカイニンシグナルが上昇し、その下流で転写因子であるCGA1遺伝子の発現が顕著に増加することを明らかにした。そこで今年度は、これらの因子が切除された根における葉緑体の発達にどのように関わるのかを解析した。遺伝子発現解析により、切除された野生株の根では顕著に光合成関連遺伝子の発現が上昇するのに対し、サイトカイニン情報伝達因子であるARR1とARR12の二重変異体では、それが強く抑制されることが明らかとなった。興味深いことに、この抑制は、核にコードされる遺伝子だけでなく、葉緑体にコードされる光合成遺伝子においても見られた。切除した根で見られる光合成活性の上昇は、ARR二重変異体では見られなかったことから、これらの光合成遺伝子の発現誘導が光合成活性の上昇に寄与すると考えられる。CGA1は人工的な異所的発現により葉緑体形成を誘導することから、サイトカイニンの下流でCGA1が葉緑体分化に重要な役割を果たすと考えられる一方、CGA1とそのホモログであるGNCとの二重変異体においても切除根の緑化が見られたことから、これらの因子以外にも切除根の緑化にする因子があると考えられる。さらに、傷害時にサイトカイニンシグナル上流で働く転写因子であるWIND1の機能抑制によって切除根における葉緑体発達が抑制されたことから、WIND1を介した傷害応答が葉緑体の発達に寄与していることを明らかにした。
すべて 2014 2013 その他
すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)
Plant Cell Physiol.
巻: 54 ページ: 1365-1377
10.1093/pcp/pct086
http://hajimewada.c.u-tokyo.ac.jp/
