植物の茎頂における細胞層状構造の分化・維持に関わる転写制御因子の解析

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シロイヌナズナの茎頂L1層における遺伝子発現制御には、ホメオドメインを持った転写因子PDF2,ATML1が関わる。本研究では、PDF2,ATML1が属するHD-ZIP IVファミリーの各メンバーの解析から、その包括的な機能解明を目指した。1)各メンバーのT-DNA挿入変異株を用いたマイクロアレイ解析をすすめた。1a)pdf2-1変異株およびatml1-1変異株と野生型株の芽生えを用いたマイクロアレイ解析、リアルタイムRT-PCR実験から、2つの変異株において同様に影響を受ける遺伝子、一方の変異株のみで特異的に発現量が変動する遺伝子を見つけた。この結果から、PDF2とATML1の機能が完全には同一でないことが分子レベルで確かめられた。1b)トライコームの分枝増加の表現型を示すhdg11-1変異株において、野生型株と比較して発現が増加、および低下した遺伝子を同定した。2)かけ合わせF1個体が稔性低下を示す、an12-t変異株とhdg1-1変異株について、詳しい分離を調べた結果、F1自家受粉のF2世代やan12-tホモ/hdg1-1ヘテロの次世代にはan12-thdg1-1二重変異株が得られないこと、an12-tヘテロ/hdg1-1ホモの次世代に分離する二重変異株は正常な稔性を示すことがわかった。稔性低下は雄しべの花糸の伸長低下が原因であった。3)PDF2,ATML1に最も相同性の高いHDG2が胚のうの反足細胞に特異的な発現を示したことから、HDG2プロモーターの欠失変異体シリーズを作成し、反足細胞における発現に必要なシス領域を約50bpに限定した。4)熱ショックプロモーターにつないだCreリコンビナーゼを用いて、Engrailed-PDF2融合遺伝子をL1層に特異的に誘導発現する系を確立した。