双子葉植物の栄養成長過程を制御する遺伝子群の解析

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植物の発生過程は遺伝的な調節と外環境の影響の両方を受けるが、ここで働く調節機構の分子メカニズムは解っていない。本年度は、この調節機構に関与する遺伝子群の単離とその作用の解析を目的とし3つのテーマで研究を行った。1.シロイヌナズナの花茎の重力屈性異常突然変異株の研究;既に得られた14の茎の重力屈性異常の突然変異株のうち、8つが4つの遺伝子座(SGR1,SGR2,SGR3,ZIGZAG)に分けられた。各表原型について詳しい生理学的解析を行ない、花茎と胚軸および根の重力屈性の機構の一部が異なる遺伝子の支配を受けることを示した。又、T-DNA挿入種子ライブラリーから花茎の重力屈性異常変異株を単離した。2.タギングによる形態異常突然変異株の分離と遺伝子のクローニング;シロイヌナズナにトランスポゾンのACを導入した株から2枚の子葉が縁で融合してカップ状になった突然変異株を単離しcup突然変異と名付けた。この芽生えは頂芽分裂組織を持たないために致死である。ヘテロ接合体の解析から、ホモ接合体はカップ型にヘテロ接合体の一部は子葉の片側だけが融合したハート型の子葉を持つ芽生えにることを示し、cup変異が不完全優性であることを示唆した。カップ型の芽生えの胚軸から再生された植物体の葉・花茎は正常な形態を示すが花はがくや雄しべが融合するなどの異常を示した。サザンハイブリダイゼーションにより、この突然変異がシロイヌナズナのトランスポゾン(Tag)の転移で引き起こされたことを示した。3.茎頂で発現するタバコのホメオドメイン(HD)を含む遺伝子の解析;タバコのHDを含む遺伝子(NTH1)のHDの部分とそれ以外の部分に対応するペプチドを合成し、それらに対する抗体を得た。これを用いてウエスタン法を行ない、このタンパク質が茎頂と花で発現していることを確かめた。また、この遺伝子がセンス・アンチセンス方向で転写していることをみいだした。