植物の葉状器官の左右相称的発生分化の分子機構の解明

阐明植物叶器官双侧发育分化的分子机制

• 批准号: 13045016
• 负责人: 町田 千代子
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13045016/
• 关键词: シロイヌナズナ; asymmetric leaves1; asymmetric leaves2; 葉器官; 葉の発生分化; ホメオボックス遺伝子; 左右相称性; 扁平性

植物の重要な器官の一つである葉の発生分化の制御機構を解明することは、植物の形づぐりとその多様化の仕組みを理解する上で極めて重要である。葉は、扁平であり、葉身の中央にある太い中肋を中心として左右相称である。本研究は、このような特徴をもつ葉状器官の左右相称的発生分化の分子機構を解明することを目的とした。そのために、シロイヌナズナの葉の左右相称的形成に異常を示すasymmetric leaves1(as1)とasymmetric leaves2(as2)変異体の分子遺伝学的解析を行った。すでに、我々は、AS1、AS2は、葉の分化過程において、幹細胞の維持に関わると考えられているホメオボックス遺伝子KNAT1,KNAT2,KNAT6の発現を葉で抑制することを明かにし、完全な中肋の分化に必須であり、左右の協調的細胞分裂をコントロールする機能をもつ可能性を示唆した(Semiarti et al.,2001)。本研究では、(1)AS2遺伝子は、cysteineに富む特徴的な配列(C-motifと命名)とLeucine zipper様配列をもつ新奇なタンパク質をコードし、AS2は植物に特有な新奇なファミリーのメンバーであることを明らかにした(AS2ファミリーと命名)(Iwakawa et al.,2002)。一方、AS1遺伝子はMyb様転写因子をコードしている。(2)as1 as2二重突然変異体の解析から、AS1、AS2は同じ経路で機能していると考えられる。(3)AS1とAS2タンパク質はin vitroで会合していること、AS2は、AS1存在下で核に局在する。(4)胚発生においてAS1のmRNAは、子葉原基の内側の細胞で、AS2のmRNAは、子葉原基の向軸側の原表皮細胞で主に検出された。このように、AS1、AS2が葉状器官の発生の初期過程で共同して機能して、葉の細胞を分化状態に保つことが、左右相称的で扁平な葉の形成において重要であると考えられる。

It is very important to understand the control mechanism of leaf development and differentiation of important organs of plants. The leaves are flat, the leaves are central, and the ribs are central. This study aims to elucidate the molecular mechanisms underlying the development and differentiation of leafy organs. The molecular genetic analysis of asymmetric leaves1(as1) and asymmetric leaves2(as2) was carried out. The differentiation process of stem cells and the maintenance of stem cells are closely related to the development and inhibition of KNAT1, KNAT2, KNAT6, which is necessary for complete differentiation of stem cells and the function of coordinated cell division (Semiarti et al., 2001)。In this study,(1) AS2 derivatives, cysteines, and leucine zippers are characterized by their C-motif and Leucine zippers (Iwakawa et al., 2002)。A party, AS1, and Myb are written in the same way. (2)As1 as2 double sudden change analysis, AS1, AS2 reverse the same circuit function. (3) AS1, AS2, AS1, AS2, AS3, AS4, AS5, AS6, AS7, AS8, AS9, AS (4)During embryo development, AS1 mRNA is mainly expressed in cells inside cotyledon primordia, AS2 mRNA is mainly expressed in cells on the axial side of cotyledon primordia. AS1 and AS2 are important in the early stages of leaf organ development, in the maintenance of leaf differentiation, and in the formation of flat leaves.

项目成果

Nakagawa Y., Machida C., Machida Y., Torlyama K.: "A system to induce deletion of genomic sequences using R/RS site-specific recombination and the Ac transposon in transgenic rice plants"Theoretical and Applied Genetics. 102. 1136-1141 (2001)

Nakakawa Y.、Machida C.、Machida Y.、Torlyama K.：“在转基因水稻植物中使用 R/RS 位点特异性重组和 Ac 转座子诱导基因组序列删除的系统”理论与应用遗传学。

Tanaka, H., Onouchi, H., Kondo, M., Hara-Nishimura, I., Nishimura M., Machida, C., Machida, Y.: "A subtilisin-like serine protease is required for epidermal surface formation in Arabidopsis embryos and juvenile plants"Development. 128・23. 4681-4689 (2001)

Tanaka, H.、Onouchi, H.、Kondo, M.、Hara-Nishimura, I.、Nishimura M.、Machida, C.、Machida, Y.：“表皮表面形成需要枯草杆菌蛋白酶样丝氨酸蛋白酶”拟南芥胚胎和幼苗”开发. 128・23. 4681-4689 (2001)

Semiarti, E., Ueno, Y., Tsukaya, H., Iwakawa H., Machida C., Machida, Y.: "The ASYMMETRIC LEAVES2 gene of Arabidopsis thaliana regulates lamina formation, establishment of venation and repression of meristem-related homeobox aenes in the leaf"Development.

Semiarti, E.、Ueno, Y.、Tsukaya, H.、Iwakawa H.、Machida C.、Machida, Y.：“拟南芥的 ASYMMETRIC LEAVES2 基因调节叶片形成、脉络的建立和分生组织相关同源盒的抑制

Tanaka, H., Watanabe, M., Watanabe D., Tanaka, T., Machida, C., Machida, Y.: "ACR4, a putative receptor kinase gene of Arabidopsis thaliana that is expressed in the outer cell layers of embryos and plants, is involved in proper embryogenesis"Plant and Cel

Tanaka, H.、Watanabe, M.、Watanabe D.、Tanaka, T.、Machida, C.、Machida, Y.：“ACR4，一种假定的拟南芥受体激酶基因，在胚胎的外细胞层中表达

Semiarti, E., Onouchi H., Torikai, S., Ishikawa T., Machida Y., Machida C.: "The transposition pattern of the Ac element in tobacco cultured cells."Genes and Genetic Systems. 76・2. 131-139 (2001)

Semiarti，E.，Onouchi H.，Torikai，S.，Ishikawa T.，Machida Y.，Machida C.：“烟草培养细胞中Ac元件的转座模式”。基因和遗传系统76・2。 -139 (2001)