シロイヌナズナの脱黄化過程における葉原基発達の光制御

植物においては、発生分化のタイミングのみならず、形成される器官の形態や機能までが環境要因に大きく左右される。植物の発生過程に影響を与える要因は様々あるが、最も重要な要因の一つが光である。本研究では、シロイヌナズナを材料に、古典的な組織学的、光生理学的手法に加え、分子生物学的、分子遺伝学的手法を用い、光形態形成反応の細胞レベルでの研究を展開した。1) プロモーター・トラップ系統を用いた研究光形態形成に関わる新規の遺伝子を同定する目的で、Nottingham Arabidopsis Stock Centreより入手したプロモーター・トラップ系統を用い、黄化芽生えと緑色芽生えでレポーター遺伝子であるGUSの発現パターンを比較した。その結果、明暗による染色パターンの相違が見られる系統が多数得られた。これらのうち、下胚軸の伸長制御に注目して以下の研究を行った。INRAのプロモーター・トラップ系統から我々が再単離したN35系統では、暗所でレポーター遺伝子の強い発現が胚軸下部で見られ、伸長との関係が推測された。そこで、この系統における遺伝子発現の光制御について詳しく調べた。まず、光生理学てきな解析を行い、この遺伝子の発現が安定なフィトクロム(おそらくPhyB)のPrfによって抑制されることを示した。次に、N35系統で近赤外光による伸長促進に異常がみられるかどうか調べたが異常は見られなかった。2) スポット照射による研究、下胚軸でレポーター遺伝子の発現が制御されるN35系統を用いスポット照射の実験を行った。まず、顕微鏡観察用の光源とコンデンサーを用い、上述のN35系統において子葉の部分と下胚軸下部に対してスポット照射を行いその効果を比較したところ、子葉を照射した場合にのみ効果が見られた。このことから、この光制御における光受容部位は、発現がおこる下胚軸ではなく子葉であることが示唆された。

植物においては、発生分化のタイミングのみならず、形成される器官の形態や機能までが環境要因に大きく左右される。植物の発生過程に影響を与える要因は様々あるが、最も重要な要因の一つが光である。本研究では、シロイヌナズナを材料に、古典的な組織学的、光生理学的手法に加え、分子生物学的、分子遺伝学的手法を用い、光形態形成反応の細胞レベルでの研究を展開した。1) プロモーター・トラップ系統を用いた研究光形態形成に関わる新規の遺伝子を同定する目的で、Nottingham Arabidopsis Stock Centreより入手したプロモーター・トラップ系統を用い、黄化芽生えと緑色芽生えでレポーター遺伝子であるGUSの発現パターンを比較した。その結果、明暗による染色パターンの相違が見られる系統が多数得られた。これらのうち、下胚軸の伸長制御に注目して以下の研究を行った。INRAのプロモーター・トラップ系統から我々が再単離したN35系統では、暗所でレポーター遺伝子の強い発現が胚軸下部で見られ、伸長との関係が推測された。そこで、この系統における遺伝子発現の光制御について詳しく調べた。まず、光生理学てきな解析を行い、この遺伝子の発現が安定なフィトクロム(おそらくPhyB)のPrfによって抑制されることを示した。次に、N35系統で近赤外光による伸長促進に異常がみられるかどうか調べたが異常は見られなかった。2) スポット照射による研究、下胚軸でレポーター遺伝子の発現が制御されるN35系統を用いスポット照射の実験を行った。まず、顕微鏡観察用の光源とコンデンサーを用い、上述のN35系統において子葉の部分と下胚軸下部に対してスポット照射を行いその効果を比較したところ、子葉を照射した場合にのみ効果が見られた。このことから、この光制御における光受容部位は、発現がおこる下胚軸ではなく子葉であることが示唆された。