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2014 年度 実績報告書

イネの葉における発生制御機構の遺伝学的解析

公募研究

研究領域植物発生ロジックの多元的開拓
研究課題/領域番号 26113503
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 純一  東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (30345186)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード植物 / イネ / 発生・分化 / 葉
研究実績の概要

LSY1遺伝子はWOXタンパクをコードし、そのホモログは葉の葉縁の形成に関与するとされるが、lsy1変異体では葉縁の異常に加えて向背軸や表皮細胞分化に関わる表現型が観察される。LSY1遺伝子過剰発現体を作出し、その詳細な表現型解析と発現解析を行なったところ、LSY1過剰発現体では強い形態異常を示し、多げつ性で根の分化が強く抑えられた。シュートの内部構造を観察したところ、葉原基において葉縁の成長が促進され、先端が向軸側に巻き込まれていた。葉の背軸領域のマーカー遺伝子であるOsETT3遺伝子の発現を観察すると、OsETT3遺伝子の発現領域が葉肉組織の内部にまで拡大していた。これらの結果から、LSY1は向背軸境界に影響を与えると共に葉の背軸側領域の形成を正に制御することで葉縁形成に関わっていることが推測された。
mkb3変異体は葉が向軸側に巻く変異体として同定されたが、原因遺伝子はシロイヌナズナで葉の細胞増殖に関わるAN3のホモログであった。mkb3変異体の葉において葉のサイズは長軸方向、側方方向共に短くなっていたが、細胞のサイズは逆に野生型よりも大きくなっていた。このことから、イネmkb3変異体では葉における細胞増殖が抑制され、さらに細胞肥大が生じていることが明らかとなった。MKB3遺伝子の発現パターンを調査したところ、若い葉の基部に発現が認められたが、その発現領域は背軸側に限定されていた。これらのことから、MKB3遺伝子はシロイヌナズナのAN3と同様に葉の細胞増殖を正に制御すること、変異体では補償作用が観察されることが明らかとなった。一方、イネmkb3変異体では節、一次枝梗、花器官にも多面的な異常が見られること、発現パターンが異なることなどから、AN3とは形態への関与様式に差異があると考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

合成核酸を用いた発現解析を予定していたが、シグナルの検出において信頼に足りる検出感度が得られなかったため、合成核酸の種類を再検討する必要が生じた。

今後の研究の推進方策

合成核酸の種類を再検討し、高感度な発現解析法を確立する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Genetic interaction between rice PLASTOCHRON genes and the gibberellin pathway in leaf development.2014

    • 著者名/発表者名
      Mimura M and Itoh J
    • 雑誌名

      RICE

      巻: 7 ページ: 25

    • DOI

      10.1186/s12284-014-0025-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The rice FISH BONE gene encodes a tryptophan aminotransferase, which affects pleiotropic auxin-related processes.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa T, Ito M, Sumikura T, Nakayama A, Nishimura T, Kitano H, Yamaguchi I, Koshiba T, Hibara K, Nagato Y, and Itoh J
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 6 ページ: 927–936

    • DOI

      10.1111/tpj.12517

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イネの発生における凹凸形成の生物学的意義2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤純一
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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