Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

分裂組織 / 変異体 / イネ / 茎頂分裂組織 / 突然変異体

本研究では、ユニークな地上部器官分化パターン異常「双極葉」を生じる複数のイadaxial-abaxial bipolar leaf (abl)突然変異体を解析することで、 SAMにおいて異所的な葉原基の分化抑制に関与する新規マスター調節遺伝子の機能と相互関係および植物ホルモンとの関係性を解明することを目的とする。3年目は以下のように研究が進展した。
abl変異体における「双極葉」分化時のSAM観察を行うため、オーキシンやサイトカイニンといった植物ホルモンの局在やそのシグナル伝達状態が蛍光観察によって明らかになる材料について、実際の蛍光を観察することができた。abl1およびabl2変異体における双極葉の形成メカニズムについては仮説を立てることができたので、今後は蛍光観察で、それを裏付けることができると考える。
abl2サプレッサー同定については、クローニングに向けてマッピング集団を作成した。ABL3とsGFPの融合タンパク質の局在を観察する実験をすることとして作成した形質転換体は順調に育ち、種子収穫直前の状態である。ABL4遺伝子の同定を確認するために重要なアリルを得ることができた。
ABL遺伝子の相互関係を明らかにするための二重突然変異体の解析では、abl1とabl2変異の間に相乗的な関係があることが明らかになった。

イネ / 突然変異体 / 茎頂分裂組織 / 分裂組織 / 葉 / 変異体

本研究では、規則的に融合葉(abaxially fused leaf（abl）)を生じるという、葉の分化パターンが異常な新規イネ突然変異体を複数解析することで未知のマスター調節遺伝子を明らかにした。abl突然変異体の表現型が見られるメカニズムについて仮説を立てることでABL遺伝子の生物学的機能の解明を行い、ABL遺伝子のクローニングや発現解析によって分子レベルでのABL遺伝子の機能解明を行った。

植物の地上部はすべて茎頂分裂組織という細胞集団に由来する。すなわち、作物の地上部形態はは、茎頂分裂組織の発生に関わる遺伝子の機能を制御することでコントロールすることができる。茎頂分裂組織の発生に関わる遺伝子の数は莫大であり、それらはカスケードを形成して機能している。本研究では、カスケードの比較的上位で機能するマスター調節遺伝子の機能解明を行い、将来、収量増加などを目指した作物地上部形態の人為的改変を確実に行うための基盤を構築した。

イネ / 微小管 / ホメオボックス / RFL遺伝子 / 分枝組織 / ファイトマー / ホメオボックス遺伝子 / 生長点 / 穂 / OSH1遺伝子 / 穎花 / 側芽 / 形態形成 / 分裂組織 / OSHI遺伝子

1トウモロコシの茎の発育に伴なう細胞内の表層微小管の動態を調べた結果、表層微小管配向は節間細胞の分化と伸張とに密接に連動していることが分かった。このことより、表層微小管の動態は、イネ科作物の節間における細胞拡大の制御に重要な役割をもっているらしいことが伺われた。
2イネの生長点におけるホメオボックス遺伝子の発現を調べた結果、それらの発現が茎頂での組織分化(葉、節および節間の分化)と密接に関連しており、ショウジョウバエ胚のパターン形成遺伝子として発見されたこのクラスの遺伝子が、イネ科作物の生長点における各種組織・器官のパターン形成にも重要な役割を果たしているものと考えられた。
3イネの幼穂におけるLEAFY遺伝子のホモログの発現を調べた結果、その発現は穂における枝の原基の分化に限られていた。LEAFYが花芽の分化のトリガーになっているのに対し、イネホモログは花序の分子形成に関与しているものと考えられた。
4イネの幼穂発育における品種間差を発育形態学的に調べた結果、花序の分子の発達のよい品種は、各枝の生長点のサイズが相対的に大きい傾向が見られた。従って、分枝の形成は、主軸の生長点の活性に規定される側面が強いものと考えられる。
5発育を追った根系の発達過程を調べた結果、根の量は地上部を構成するファイトマーの数と大きさに密接に関連することが分かった。このように、地下部発育の解析には地上部のアーキテクチャーの解析が不可欠であることが明らかとなった。

【研究分担者】
伊藤純一	東京大学	大学院農学生命科学研究科(農学部)	准教授	(Kakenデータベース)
春原英彦	熊本大学	大学院先端科学研究部(理)	特任助教	(Kakenデータベース)
永澤信洋	秋田県立大学	生物資源科学部	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
伊藤純一	東京大学	大学院農学生命科学研究科(農学部)	准教授	(Kakenデータベース)
永澤信洋	秋田県立大学	生物資源科学部	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
阿部淳	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	助手	(Kakenデータベース)
森田茂紀	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
秋田重誠	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	教授	(Kakenデータベース)