植物の環境適応分化型の固体統御機構を支えるホルモン・光情報伝達システムの解析

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サイトカイニン(CK)は、細胞分裂、分化、シュートの形成など、植物の成長・分化の様々な場面に関わる重要な植物ホルモンである。CK情報伝達における初発の応答は、AHK(CK受容体)→AHP→Type-B ARR(転写因子)からなるリン酸リレー系により制御されている。シロイヌナズナにはType-B ARRが11種存在することが知られているが、これらの機能重複や機能分担に関しては不明な点が多い。我々は、T-DNA挿入変異によるType-B ARRの多重欠損変異体を作製し、CK情報伝達におけるType-B ARRの機能に関する遺伝学的な解析を行った。その結果、arr1-4 arr10-5 arr12-1三重欠損変異体は根の伸長阻害、カルスからのシュート分化、CK応答性遺伝子発現等においてCK非感受性を示した。また、種子の肥大、主根形成不全と不定根の形成、根の維管束分化の異常、茎頂・根端分裂組織領域の減少が観察された。これらの表現型はCK受容体(AHK)三重欠損変異体(ahk2/3/4)に極めて類似していた。以上の結果より、7種類のType-B ARRの中で、ARR1、ARR10、ARR12がCK初期情報伝達経路において必須の役割を担っていることが示唆された。今後、これらの制御分子を利用してサイトカイニン情報伝達が活性化されている領域を変化・調節することにより分化を規定するための細胞間情報伝達におけるサイトカイニンの役割について知見を得たいと考えている。