【研究分野】遺伝

【研究領域課題番号】12440214 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物特異的遺伝子 / 葉形態形成 / 発生遺伝学 / 分子遺伝学 / シロイヌナズナ / 極性 / 植物特異的遺伝子群 / 形態形成 / 葉形態 / 分子メカニズム / 遺伝子 / 細胞伸長

【研究成果の概要】

植物特異的な葉形態形成遺伝子群の解析の結果、以下のような成果が得られた。
葉細胞の極性伸長制御系:横幅を制御するAN遺伝子をcloningした結果、CtBPのホモログをコードすること、しかも植物特異的なサブファミリーの一員であることが判明した(Kim et al.,2002)。酵母two hybrid系の実験から、ANはC端で自己相互作用することが判明した(Kim et al.,2002)。また、九大・仁田坂博士と熊本大・高野博士の協力で単離された、アサガオでのホモログIANとゼニゴケでのホモログMANは、シロイヌナズナan-1の表現型を部分的に相補した。したがって、植物特異的なサブファミリー間では、機能が保持されていると推定される。次に、an変異のもとでANの組織特異的・器官特異的発現を行ない、器官の形状を決定する組織間の相互作用を解析した。
一方、縦長を制御する植物特異的なチトクロムP450遺伝子、ROT3については、配列上最も類似したCYP90D1と共に、発現解析と光環境に対する応答性とについて解析を行なった。その結果rot3-1変異体は、あらゆる光に対する葉身・葉柄伸長反応が失われていることが判明した。また暗所での葉柄の伸長パターンと、CYP90D1プロモーターの発現パターンとの間に、一定の連関が認められた。さらに、それぞれの遺伝子産物がコードする酵素の代謝する生化学反応を、各種中間体の投与およびトランスジェニック植物の生化学的分析により、同定した。また光による葉の展開過程の制御を詳細に解析し、Phytochromeを介した葉の展開制御には軸極性が認められること、細胞伸長と細胞分裂とは、それぞれ異なる制御をうけていること、葉柄と葉身とでは、各種光に対する反応が異なること、等を明らかとした(Tsukaya et al.2002)。
葉身における細胞分裂の極性制御:植物に特異的な植物ホルモン、ブラシノステロイドによる葉の展開の促進効果について、その合成系の変異体を活用して詳細に解析した結果、ブラシノステロイドが細胞伸長のみならず、細胞分裂をも促進することが明からとなった(Nakaya et al.2002)。さらに葉の横幅方向への細胞数が減少した細葉の変異体、an3について、原因遺伝子のクローニングを行なった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【配分額】15,400千円 (直接経費: 15,400千円)