葉の発生ロジックの多元的開拓

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Multidimensional Exploration of Logics of Plant Development
• Project/Area Number: 25113002
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 塚谷 裕一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90260512)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Ferjani Ali 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (20530380) ; 坂本 卓也 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 助教 (40637691) ; 堀口 吾朗 立教大学, 理学部, 准教授 (70342847)
• Project Period (FY): 2013-06-28 – 2018-03-31
• Keywords: 葉 / 発生ロジック / 細胞間コミュニケーション / 器官発生 / サイズ制御

Outline of Annual Research Achievements

葉の外部環境としての光強度と、組織構造、そして核内倍加との関係について、新たなイメージング技法を用い、解析を進めた。また水陸両用の生活型を持つミズハコベについては、水環境に応答したRNA発現プロファイルの変化を、次世代シークエンサー解析により分析した結果、気孔形成関連因子などがスクリーニングにかかってきたことから、解析方法としてうまく機能していることが確認できた。
一方、シロイヌナズナのリボソームタンパク質 (r-protein) 遺伝子の欠損変異株が示すさまざまな発生異常については、asymmetric leaves2 (as2) と、r-protein変異の一種rpl4dとの組み合わせを用いて解析した結果を、投稿論文として準備した。
さらに理研・平井Gとの共同研究によるメタボロミクス解析では、発生ステージが完全に揃えられる完熟種子を対象に、シロイヌナズナの種子1粒からでも分析できる測定計を開発し、倍数性の変化に伴う変化について解析した論文を投稿した（Sawada et al., in revision）ほか、ピロリン酸と補償作用の関係について、スクロース産生の阻害という視点から解析した成果を論文化した（Tkahashi et al. 2017）。
一方、葉の原基における分裂組織の動態について、鍵因子と考えられるAN3タンパク質の時空間的な挙動の解析を、シロイヌナズナ葉原基を用いて進め、その成果を論文化して投稿した（Kawade et al. in revision)。また葉の分裂組織が無限性を示すイワタバコ科Monophyllaea glabraを用い、どの因子がどう変化したことで、本来有限成長型の器官である葉がそうした無限性を獲得したのか、微小組織の採取系を活用してRNAサンプルを単離し、次世代シークエンサー解析に持ち込むところまでを実現した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画した研究プロジェクトは、目標通り達成できているほか、それらからのスピンアウトとして生まれたプロジェクトもいくつか論文化の目処が立ってきたため、当初計画以上に、新知見が公刊できる見込みである。

Strategy for Future Research Activity

最終年度に向け、それぞれの研究プロジェクトについて論文化を急ぐため、成果をすみやかにまとめる。本新学術により雇用しているメンバーについては、ステップアップを含め、キャリアのスムーズな移行を促していく。

Research Products

• [Journal Article] Suppressor screen and phenotype analyses revealed an emerging role of the Monofunctional peroxisomal enoyl-CoA hydratase 2 in compensated cell enlargement. (2016)
  • Author(s): Katano M, Takahashi T, Hirano T, Kazama Y, Abe T, Tsukaya H. and Ferjani A.
  • Journal Title: Front. Plant Sci. Volume: 7 Pages: 132
  • DOI: 10.3389/fpls.2016.00132
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The naming of names: guidelines for gene nomenclature in Marchantia. (2016)
  • Author(s): Bowman, J. L., Araki, T., Arteaga-Vazquez, M. A., Berger, F., Dolan, L., Haseloff, J., Ishizaki, K., Kyozuka, J., Lin, S., Nagasaki, H., Nakagami, H., Nakajima, K., Nakamura, Y., Ohashi-Ito, K., Sawa, S., Shimamura, M., Solano, R., Tsukaya, H., Ueda, T., Watanabe, Y., Yamato, K. T., Zachgo, S. and Kohchi, T.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. Volume: 57 Pages: 257-261
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv193
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Morphological and phylogenetic investigations for several cryptic ant-plants found in Callicarpa (Lamiaceae) from Borneo. (2016)
  • Author(s): Nakashima S, Sarath E, Okada H, Ezaki K, Darnaedi D, Tsukaya H, and Soejima A
  • Journal Title: J. Plant Res. Volume: 129(4) Pages: 591-601
  • DOI: 10.1007/s10265-016-0820-5.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A pulse-chase strategy for EdU labelling assay is able to rapidly quantify cell division orientation. (2016)
  • Author(s): Yin X, and Tsukaya H.
  • Journal Title: New Phytol. Volume: 211(4) Pages: 1462-1469
  • DOI: 10.1111/nph.13980
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The coordination of ploidy and cell size differs between cell layers in leaves. (2016)
  • Author(s): Katagiri Y, Hasegawa J, Fujikura U, Matsunaga S, and Tsukaya H
  • Journal Title: Development Volume: 143(7) Pages: 1120-1125
  • DOI: 10.1242/dev.130021
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A loss-of-function mutation in the DWARF4/PETANKO5 gene enhances the late-flowering and semi-dwarf phenotypes of the Arabidopsis clock mutant lhy-12;cca1-101 under continuous light without affecting FLC expression. (2016)
  • Author(s): Suzuki S, Miyata K, Hara M, Niinuma K, Tsukaya H, Takase M, Hayama R, and Mizoguchi T
  • Journal Title: Plant Biotech. Volume: 33 Pages: 315-321
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.16.0601a
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Patterning of the Cylindrical Unifacial Leaf Plant Juncus torreyi (Juncaceae) (2017)
  • Author(s): Xiaofeng Yin, Takahiro Yamaguchi, Hirokazu Tsukaya
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] シロイヌナズナにおける葉と花器官の分裂制御の比較 (2017)
  • Author(s): 木下綾華、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ANGUSTIFOLIAはゼニゴケにおいて形態形成に寄与する (2017)
  • Author(s): 古谷朋之、服部考郎、木森義隆、西浜竜、河内孝之、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] シロイヌナズナにおけるas2rpl4dの葉の背軸化には4つのNAC型転写因子遺伝子が関わる (2017)
  • Author(s): 堀口吾朗、大林祝、杉山宗隆、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] 青色光方向に応じたシロイヌナズナ葉柄のねじれ運動の分子基盤の探索 (2017)
  • Author(s): 大塚祐太、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] ANGUSTIFOLIAおよびACTIN7はシロイヌナズナ葉肉細胞の核の暗定位運動を制御する (2017)
  • Author(s): 岩渕功誠、大西春奈、田村謙太郎、深尾陽一朗、塚谷裕一、西村いくこ
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] ヒメツリガネゴケの茎葉体の成長を促す遺伝的な仕組み (2017)
  • Author(s): 川出健介、堀口吾朗、藤田知道、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] 細胞伸長を制御するANタンパク質の高温による局在変化 (2017)
  • Author(s): 吉田祐樹、服部考郎、植村知博、中野明彦、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] シロイヌナズナAN3を介したアミノ酸代謝およびTCA回路の制御 (2017)
  • Author(s): 野崎守、川出健介、堀口吾朗、重信秀治、山口勝司、澤田有司、平井優美、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] The analysis of RTFL family function on the control of rhizoid development in Marchantia polymorpha (2017)
  • Author(s): Pin Guo, Tomoyuki Furuya, Takayuki Kohchi, Hirokazu Tsukaya
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] シロイヌナズナの陽葉形成における青色光シグナルのはたらき (2017)
  • Author(s): 星野里奈、吉田祐樹、塚谷裕一
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] 原形質流動の駆動力であるミオシンXI-2とXI-Kの組織・細胞特異的発現の解析 (2017)
  • Author(s): 萩野奈々子、段中瑞、原口武士、塚谷裕一、中野明彦、伊藤光二、富永基樹
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] Cell proliferation and cell expansion in leaves (2017)
  • Author(s): Hirokazu Tsukaya
  • Organizer: Plant Organ Growth Symposium 2017
  • Place of Presentation: “Ciutat d’Elx” Elche, Spain
  • Year and Date: 2017-03-16
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 速度改変型ミオシンXI発現から明らかになった植物個体成長に対する機能分担 (2017)
  • Author(s): 段中瑞、萩野奈々子、澁谷優乃、原口武士、塚谷裕一、中野明彦、伊藤光二、富永基樹
  • Organizer: 第5８回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県・鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-06
• [Presentation] 植物の葉原基における細胞動態 (2016)
  • Author(s): 塚谷裕一
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川・横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Presentation] 学術賞受賞講演 植物形態形成の基本メカニズムとエボデボ、多様性に関する研究 (2016)
  • Author(s): 塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-17
• [Presentation] 6年周期植物コダチスズムシソウの生物時計システムに重要な環境シグナルは何か？ (2016)
  • Author(s): 柿嶋聡、吉村仁、長谷部光泰、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] 青色光の方向に向く葉のねじれ運動：オーキシンの関与と三次元経時観察系の構築 (2016)
  • Author(s): 大塚祐太、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] phyB-9 変異体は葉緑体の発達を阻害する第二の変異を持つ (2016)
  • Author(s): 吉田祐樹、Raquel Sarmiento Manus、Maria Rosa Ponce、Jose Luis Micol、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] Towards understanding the temporospatial effects of excess PPi on Arabidopsis leaf development (2016)
  • Author(s): 郡司玄、高橋和希、堀口吾朗、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] The Whys and the Hows of flowering stem cracking: Evidenced by histological and genetic approaches (2016)
  • Author(s): 鈴木絢子、清河ひかる、郡司玄、高橋和希、浅岡真理子、平野智也、風間裕介、阿部知子、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] シロイヌナズナのAN3-GRFシステムの破綻がもたらす地上部・地下部の境界異常 (2016)
  • Author(s): 堀口吾朗、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] リボソーム生合成関連因子GDP1とOLI2が葉の発生に果たす役割の解析 (2016)
  • Author(s): 深田かなえ、塚谷裕一、堀口吾朗
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] シロイヌナズナにおける葉と花器官の分裂制御の比較 (2016)
  • Author(s): 木下綾華、吉田祐樹、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] シロイヌナズナにおけるOLI1とHDA9による葉サイズ制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 鈴木真里奈、篠塚奈々絵、出村拓、塚谷裕一、堀口吾朗
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] 葉の成長に多面的に関わるシロイヌナズナAN3およびGRFの制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 佐藤晃圭、皆吉彩、池田奨、塚谷裕一、堀口吾朗
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] アワゴケ属水草の示す異形葉性の分子メカニズム解明へむけた比較発生学的アプローチ (2016)
  • Author(s): 古賀皓之、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] 組織レベルでの偏った拡散性が葉原基におけるAN3の発言勾配を形づくる (2016)
  • Author(s): 川出健介、谷本博一、堀口吾朗、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] 陽葉、陰葉の発生分化における三次元的解析 (2016)
  • Author(s): 星野里奈、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] シロイヌナズナangustifolia3変異体において細胞非自律的な細胞肥大をひきおこす因子の挙動 (2016)
  • Author(s): 江崎和音、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] Comparative analysis of patterning gene expression with localized cell proliferation in Juncus prismatocarpus (Juncaceae) using a novel EdU method (2016)
  • Author(s): 殷暁風、山口貴大、塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] 平瀬賞受賞講演 The coordination of ploidy and cell size differs between cell layers in leaves (2016)
  • Author(s): 塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] 組織レベルでの偏った拡散性が葉原基における AN3 の発現勾配を形づくる (2016)
  • Author(s): 川出健介, 谷本博一 , 堀口吾朗 , 塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] det3-1 の矮小化は過剰なリグニン蓄積に起因するのか？ (2016)
  • Author(s): 鈴木絢子 ，清河ひかる，橋本怜奈 ，郡司玄，高橋和希 ，浅岡真理子 ，平野智，風間裕介,阿部知子, 塚谷裕一 ，Ferjani Ali
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] ピロリン酸の組織特異的な蓄積が葉の形態形成に及ぼす影響 (2016)
  • Author(s): 郡司玄, 高橋和希, 堀口吾朗, 塚谷裕一, Ferjani Ali1
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] シロイヌナズナの胚軸及び花芽メリステムの分化維持に関わる新規因子の解析 (2016)
  • Author(s): 高橋和希,郡司玄, 堀口吾朗, 塚谷裕一, Ferjani Ali1
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] 花茎に生じる亀裂は内部組織の力学的不均衡によって引き起こされる (2016)
  • Author(s): 大江真央, 郡司玄,髙橋和希, 塚谷裕一, Ferjani Ali1
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] オオバコ科の水草ミズハコベをもちいた異形葉の発生学的解析 (2016)
  • Author(s): 古賀皓之, 塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] 高温刺激による ANGUSTIFOLIA タンパク質の細胞内局在変化 (2016)
  • Author(s): 吉田祐樹, 植村知博,中野明彦, 塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] 強光環境が及ぼす細胞サイズ制御と核内倍加の影響 (2016)
  • Author(s): 星野里奈, 塚谷裕一
  • Organizer: 日本植物形態学会第 28 回総会・大会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県・中頭郡）
  • Year and Date: 2016-09-15
• [Presentation] ANGUSTIFOLIA3/AtGIF 1, a versatile regulator of leaf organogenesis (2016)
  • Author(s): Hirokazu Tsukaya
  • Organizer: International Conference on Arabidopsis Research ICAR 2016 KOREA
  • Place of Presentation: Gyeongju（Korea）
  • Year and Date: 2016-07-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Cell-cell communications in leaf size control system in plants (2016)
  • Author(s): Hirokazu Tsukaya
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-17
  • Int'l Joint Research
• [Book] 植物学の百科事典 (2016)
  • Author(s): 塚谷 裕一
  • Total Pages: 802
  • Publisher: 丸善出版
• [Remarks] 東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻 発生進化研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/bionev2/jp/index.html
• [Remarks] 岡崎統合バイオサイエンスセンター BIO-NEXT プロジェクト 塚谷研究室
  • URL: http://www.oib.orion.ac.jp/metabolo/
• [Remarks] 文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究 植物発生ロジックの多元的研究
  • URL: http://logics.plantdev.biol.s.u-tokyo.ac.jp/index.html