高等植物におけるオーキシンを介した根の形態形成機構の分子遺伝学的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13740459
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 深城 英弘 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (80324979)
• Keywords: シロイヌナズナ / 分子遺伝学 / オーキシン / 側根形成 / 根毛形成

Research Abstract

本研究はオーキシンを介した根の形態形成の分子機構を解明する目的で、シロイヌナズナから単離したオーキシン耐性を示す側根欠失変異体solitary-rootの解析とその原因遺伝子IAA14機能解析を行なうものである。
1.根の形態形成機構の解析
(1)IAA14遺伝子の上流プロモーター領域とレポーター-遺伝子GUSをつないだ融合遺伝子を持つ形質転換植物の解析の結果、この遺伝子が根の伸長領域と側根原基形成初期に発現すること明らかにした。(2)野生型およびslr変異体由来のIAA14cDNAをGFPとin flameで結合し、IAA14プロモーターの下流につないだ融合遺伝子を持つ形質転換植物を作成し、IAA14タンパク質の細胞内局在を調べた。その結果、変異型IAA14-GFPタンパク質は安定して核に局在したのに対して、野生型IAA14-GFPタンパク質は植物体内でほとんど観察されなかった。この結果からIAA14のdomain IIの変異がタンパク質の安定性に関与することを示した。(3)IAA14遺伝子領域内に別の変異を持ち、slr変異体の表現型を完全または部分的に抑圧する遺伝子内サプレッサー変異体(slr-1R1〜slr-1R4)を単離した。
2.側根形成に関わる新たな遺伝子座の同定・解析
(1)slr変異体の側根欠失表現型を抑圧するサプレッサー変異体の単離を試み、上述した遺伝子内サプレッサーに加え、他の遺伝子座に変異を持つ遺伝子外サプレッサー(slp, slr suppressor)を単離した。そのうちslp1、slp2、slp3は単一劣性変異であり、slp slr二重変異体では側根形成のみが回復するが、他のslrの表現型(根毛形成異常・重力屈性異常)は回復されなかった。現在SLP遺伝子群を単離する目的で遺伝子座の詳細なマッピングを進めている。

Research Products

• [Publications] Hidehiro Fukaki: "Lateral root formation is blocked by a gain-of-function mutation in the SOLITARY-ROOT/IAA14 gene of Arabidopsis"The Plant Journal. 第29巻. 153-168 (2002)
• [Publications] 田坂 昌生: "植物の根に関する諸問題-側根形成の分子機構-"農業および園芸. 第76巻. 707-714 (2001)