植物幹細胞の増殖・分化・老化のバランスによる花の数とサイズの制御機構

植物干细胞增殖、分化和衰老平衡控制花数和大小的机制

• 批准号: 20H00470
• 负责人: 伊藤 寿朗
• 金额: $ 28.87万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00470/
• 关键词: 発現制御; 発生・分化; 細胞周期; シグナル伝達; 幹細胞

本研究では、花における種固有の器官数および、サイズを決める原理の解明として、I) 花器官数の不変性を司るエピジェネティックなバイオタイマーの制御機構、II) 花弁サイズの決定を司るジャスモン酸シグナル系路、III) 花の総数の決定における茎頂幹細胞の老化制御の分子機構の解析を行った。I) バイオタイマーにより制御されている遺伝子の同定、バイオタイマー遺伝子の細胞周期依存性、エピゲノム制御、さらに代表的な遺伝子の機能解析、および数理モデル解析について、論文 (Plant Cell 2023 under revision)としてまとめた。II) ジャスモン酸 (JA)シグナル伝達を制御するとの報告があるMYCの三重変異体 (myc2,3,4) で花弁サイズ、および花弁の脱離時期を計測した。野生型と比べてmyc2,3,4では花弁が大きくなり、さらに脱離時期が遅延することがわかった。また、JAによる花弁脱離の時期と花弁基部のダメージとの関係を明らかにするため、DAB染色により花弁基部の活性酸素種 (ROS) の蓄積を可視化したところ、myc2,3,4変異体では、花弁基部におけるROSの蓄積範囲が狭くなっていた。次にJA下流として、花弁の脱離とオートファジーの関係に注目した。オートファジーが進行しないautophagy7 (atg7) 変異体では、花弁の脱離が遅延した。さらに35S::GFP-ATG8の蛍光観察とcleavage assayから、JA関連変異体ではオートファジーの進行が遅れることがわかった。以上の知見を論文としてまとめて投稿した (Nature Comm in revision)。III) 加齢による花の総数の決定機構として活性酸素による幹細胞の制御系の関与について論文報告した。加えて、これまでの知見や今後の課題を総説として発表した。

This study で は, flower に お け る inherent の organs for お よ び, サ イ ズ を definitely め る principle の interpret と し て, I) number of flower organ の - not を department る エ ピ ジ ェ ネ テ ィ ッ ク な バ イ オ タ イ マ ー の system of the royal institution, II) chemical サ イ ズ の decided を department る ジ ャ ス モ ン acid シ グ ナ ル road, III) The number of 総 of flowers determines the における molecular mechanism <s:1> that controls the aging of apical stem cells を line った. I) バ イ オ タ イ マ ー に よ り suppression さ れ て い る posthumous son 伝 の with, バ イ オ タ イ マ ー heritage 伝 の Cell cycle dependence, エ ピ ゲ ノ ム suppression, さ ら に な of representative 伝 の function parsing, お よ び mathematical モ デ ル parsing に つ い て, paper (Plant Cell under 2023 revision)と てまとめた. II) ジ ャ ス モ ン acid (JA) シ グ ナ ル 伝 da を suppression す る と の report が あ る MYC の triple - variants (myc2, 3, 4) で flower chemical サ イ ズ, お よ び flower chemical を の from period measuring し た. Wild type と than べ て myc2, 3, 4 で は flower chemical が big き く な り, さ ら に from period が 遅 delay す る こ と が わ か っ た. ま た, JA に よ る flowers chemical base period of chemical from の と の ダ メ ー ジ と の masato を and Ming ら か に す る た め, DAB staining に よ り spent chemical base の acid active element (ROS) の accumulation を visualization し た と こ ろ and myc2, 3, 4 - variant で は, flower chemical base に お け る ROS の accumulation fan 囲 が narrow く な っ て い た. Below にJA, と と て て, and flowers are separated from と, <s:1>, トファジ, に, に and pay attention to た. The トファジ が が undergoes a <s:1> な な autophagy7 (atg7) variant で で and the flower is released が遅 and then た た. さ ら に 35 s: : GFP - ATG8 の 蛍 light 観 examine と cleavage assay か ら, JA masato - variant で は オ ー ト フ ァ ジ ー の for が 遅 れ る こ と が わ か っ た. The above <s:1> views を paper と た てまとめて てまとめて submission た た (Nature Comm in revision). III) plus 齢 に よ る flower の 総 number の decision institutions と し て acid active element に よ る stem cells の suppression is の masato and に つ い て paper し た. In addition to えて, た れまで, えて, the knowledge of や, the future <s:1> topic を総, と, て, the development of て, た.

项目成果

父方インプリ ント遺伝子欠損株における種子および胚乳発達の解析

父系印记基因缺陷品系的种子和胚乳发育分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 海老原諒子;下保瑶己;山田慧士朗;山口翔;山口京;和田七夕子;高山誠司;伊藤寿朗
• 通讯作者: 伊藤寿朗

Expression profiling of H3K27me3 demethylase genes during plant development and in response to environmental stress in Arabidopsis

• DOI: 10.1080/15592324.2021.1950445
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Plant Signaling & Behavior
• 影响因子: 2.9
• 作者: Nobutoshi Yamaguchi;Toshiro Ito

花メリステムにおけるSUPERMANのステージ特異的下流遺伝子の解析

花分生组织中SUPERMAN阶段特异性下游基因分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 森下 史;山口 暢俊;伊藤 寿朗
• 通讯作者: 伊藤 寿朗

南京大学(中国)

南京大学（中国）

Chemical manipulation of epigenome towards flowering control

表观基因组的化学操作以控制开花

• 发表时间: 2023
• 作者: Fujiwara;Haruhiko & Komata Shinya;Toshiro Ito
• 通讯作者: Toshiro Ito