高等植物の胚発生における茎頂分裂組織形成およびパターン形成機構の分子遺伝学的解析

高等植物胚胎发育过程中茎尖分生组织形成和模式形成机制的分子遗传学分析

基本信息

批准号：
12740439
负责人：
相田光宏
金额：
$ 1.41万
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 Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740439/
关键词：
高等植物シロイヌナズナパターン形成胚発生 CUC1 CUC2 オーキシン転写因子

项目摘要

シロイヌナズナのCUC1およびCUC2遺伝子は、胚発生において子葉の境界部および茎頂分裂組織の分化に重要な遺伝子であり、NACドメインという保存領域をもつ相同なタンパク質をコードする。両遺伝子の発現は初期胚において子葉原基間の長くのびた領域で起こり、胚における左右相称なパターンを反映していると考えられる。本年度はこれらの遺伝子に関して以下のことを明らかにした。・GFP::CUC2融合タンパク質の核局在性CUC1およびCUC2タンパク質は酵母を用いた系において転写活性化能を持つことから、転写因子である可能性が高い。レポーターであるGFPとCUC2との融合タンパク質を発現するコンストラクトを植物に導入したところ、CUC2発現領域の細胞の核において特異的にGFPの蛍光が観察された。この結果はCUC2タンパク質が転写因子として働く可能性を強く支持する。・オーキシンによるCUC1およびCUC2の発現制御PIN1およびMP遺伝子はそれぞれオーキシンの極性移動に必須な膜タンパクおよびオーキシンのシグナル伝達に必須な転写因子をコードする。どちらの遺伝子の変異体も子葉が融合する点でcuc1・cuc2変異体と共通した表現型を示す。pin1およびmp変異体の初期胚においてCUC1の発現領域は拡大し、CUC2の発現領域は逆に減少していた。さらにpin1 cuc1、pin1 cuc2、mp cuc1、mp cuc1各二重変異体の表現型の解析により、pin1およびmpにおける子葉の融合はCUC1とCUC2の発現の乱れが主な原因であることが強く示唆された。以上の結果から、CUC1およびCUC2の発現制御にはオーキシンの極性移動およびシグナル伝達が重要な役割を果たすことが示唆された

拟南芥CUC1和CUC2基因是胚胎发育中子叶边界和茎顶分生组织分化的重要基因，并用称为NAC结构域的保守区域编码同源蛋白质。两种基因的表达发生在早期胚胎中的子叶原始段之间的漫长区域中，被认为反映了胚胎中的双侧和对称模式。今年，我们透露了有关这些基因的以下内容： - GFP :: CUC2融合蛋白的核定位可能是转录因子，因为它们具有激活酵母系统中转录的能力。当将报道蛋白GFP和CUC2之间表达融合蛋白的构建体引入植物中时，在表达CUC2表达的区域的细胞核中观察到了GFP的特异性荧光。该结果强烈支持CUC2蛋白可以充当转录因子的可能性。 •通过生长素调节CUC1和CUC2的表达，PIN1和MP基因编码对生长素的极性迁移必不可少的膜蛋白和分别对生长素信号传导所必需的转录因子所必需的。这两个基因的突变体均与CUC1和CUC2突变体表现出常见的表型，因为子叶被融合。在PIN1和MP突变体的早期胚胎中降低了CUC1的表达区域，并降低了CUC2的表达区域。此外，对PIN1 CUC1，PIN1 CUC2，MP CUC1和MP CUC1的双突变体的表型分析强烈表明，PIN1和MP中的子叶融合主要是由CUC1和CUC2的无序表达引起的。这些结果表明，生长素的极性迁移和信号在CUC1和CUC2表达的调节中起重要作用。