イネ幼穂分化時の植物ホルモンシグナル伝達のイメージング系の確立と多収系統への展開

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イネの茎頂メリステムはフロリゲンHd3aの作用で栄養成長期から生殖成長期へと移行すると、花序メリステムへと転換し、穂の分枝となる一次枝梗メリステムや二次枝梗メリステムを形成する。このような側生メリステムの形成はサイトカイニンやオーキシンなどの植物ホルモンが重要である。例えば、サイトカイニン分解酵素の減少によるサイトカイニン量が増加は、穂の分枝数と種子数を増加させる。またオーキシン生合成に必要な酵素が欠損すると穂が小さくなることがイネで知られている。さらにフロリゲンHd3aの強発現は穂の分枝数を著しく減少させる。しかし、サイトカイニン情報伝達とオーキシン情報伝達、フロリゲンの栄養成長期から生殖成長期にかけての茎頂メリステムにおける時空間的な分布や関係性は明らかになっていない。本研究では、３者の分布と関係性を明らかにするために、サイトカイニン情報伝達とオーキシン情報伝達を同時に観察可能な系統を作出し、栄養成長期から生殖成長期にかけてのサイトカイニン情報伝達とオーキシン情報伝達の1細胞解像度での空間的な分布を明らかにすることができた。またフロリゲンHd3aにおいても、茎頂メリステムにおいて空間的な分布を明らかにしてきた。これらのイメージングの結果と、RNA-seq解析に加えて様々な分子遺伝学的な実験の結果から、穂の分枝形成時のサイトカイニンとフロリゲンの機能を統合する因子を明らかにした。