細胞数とサイズの調節を介した葉器官サイズ決定機構の解析

通过细胞数量和大小调节来分析叶器官大小决定机制

• 批准号: 15770034
• 负责人: 堀口 吾朗
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2004-2005)Okazaki National Research Institutes (2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770034/
• 关键词: シロイヌナズナ; 葉原基; 葉サイズ; 細胞増殖; 細胞伸長; GRA; ELO; IRX3; AN3; AtGRF5; T-DNAタギング; サイズ; 葉; 細胞数; 細胞サイズ; 補償作用; RNA interference; T-DNA tagging

本研究の目的は、葉のサイズを制御する遺伝学的ネットワークを明らかにすることである。これまでに、葉のサイズに異常を示すシロイヌナズナ突然変異株を多数収集し、それらを葉細胞の数あるいはサイズの増減に応じクラス分けした。本年度はそれらの中でも特徴的な表現型を示す4種の突然変異株について原因遺伝子の特定を行った。葉原基における細胞増殖期間を延長することで、葉細胞数を増加させるgrandifolia1-D (gla1-D)変異は、4番染色体の重複に起因することが示唆された。この領域は葉の細胞数を正に制御するAINTEGUMENTA (ANT)の遺伝子を含む。従って、gla1-Dにおける細胞数の増加は、ANTのコピー数の増加が引き金である可能性が示唆された。gra-1D変異が全ての葉組織の細胞を一様に増加させるのに対し、elongata1 (elo1),elo3変異は特に表皮の細胞増殖を強く促進することが判明した。これらの変異株では、表皮とその直下の組織の細胞増殖の調和が乱され、最終的に通常よりも広い細胞間隙を持つ大型かつ長い葉身が形成される。ELO1,ELO3遺伝子をT-DNA tagging法、map-based法でそれぞれ特定したところ、これらの遺伝子はRNA polymerase IIによる転写産物の伸長を制御するElongator複合体の異なるサブユニットをコードすることが明らかになった。これらの結果から、細胞増殖を介する葉サイズ制御機構には、器官全体をカバーするGRA経路、表皮を特に制御するELO経路の最低2種類が存在することが明らかとなった。増殖を終えた葉細胞は、液胞化により急激に細胞伸長を行う。この過程に欠損を示す#116変異株の原因遺伝子をmap-based法で特定したところ、cellulose synthaseをコードするIRREGULAR XYLEM3 (IRX3)であることが判明した。IRX3は未成熟な道管特異的に発現し、道管の2次細胞壁肥厚を司る。irx3では道管の2次細胞壁が正常に形成されず、非常に道管がもろくなる。従って、葉の細胞が十分伸長するためには、通道組織からの正常な物質供給が必須であること、またこれとは対照的に、そのような欠損は細胞増殖にはほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなった。

The purpose of this study is to study the のットワークを明らかにすることである of the する弝学. The これまでに, the leaf のサイズに abnormal を すシロイ ヌナズナ suddenly changed to different strains を many harvests Set し, そ れ ら を の number あ る い は サ イ ズ の increase に応 じ ク ラ ス 分 け し た. The special phenotypes of this year's はそれらの中でも特徴 showed that 4 kinds of sudden changes in different strains were caused by the specific を row of the はそれらの. Leaf primordium におけるThe cell proliferation period is extended することで, and the number of leaf cells is increased させるgrandifolia1-D (gla1-D) The cause of the divergence and duplication of chromosome 4 is the cause of the change.この区は叶のnumber of cellsを正にcontrolするAINTEGUMENTA (ANT)の缝子を containむ.従って, gla1-Dにおけるcell numberのincrease and addは, ANTのコピーnumber and increase the number of cells and lead to the possibility of gold and gold. gra-1D変different が全てのfoliage tissueのcellを一様にincrease and addさせるのに対し、elongata1 (elo1), elo3 is different and has a special effect on epidermal cell proliferation and promotion.これらの変different strainsでは、The epidermisとそのThe tissue directly below the tissue and the cell proliferation and the coordination of the disorderされ、 The final result is usually a large size of the intercellular space and a long leaf body. ELO1, ELO3 T-DNA tagging method, map-based method, specific したところ, RNA polymerase IIによる転WRits the product's elongation and control, and the elongator complex's elongation is different.これらのRESULTSから、Cell proliferation をする叶サイズ control mechanism には、organ overall をカバーするGR A経路, epidermal を特にcontrol するELO経路のminimum 2 kinds of existence することが明らかとなった. Proliferation is caused by terminal leaf cells, and liquefaction is caused by rapid stimulation and cell elongation.このprocedureにdeficiencyをshowす#116変different strainの Cause 伝子をmap-based methodでspecificしたところ、cellulose synthaseをコードするIRREGULAR XYLEM3 (IRX3) It is clear that it is clear. IRX3 causes immature tube-specific symptoms and secondary cell wall hypertrophy of tubes. irx3 has normal secondary cell wall formation and abnormal secondary cell wall formation.従って、The cells of the leaf are very elongated、The channel tissue is necessary for normal material supply、であること、またThe これとは対に, the そのような deficiency, the cell proliferation, the にはほとんど, and the ぼさないことが明らかとなった.

项目成果

Gravitropism in leaves of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

• DOI: 10.1093/pcp/pci237
• 发表时间: 2006-02-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Mano, E;Horiguchi, G;Tsukaya, H
• 通讯作者: Tsukaya, H

The ATE genes are responsible for repression of trans differentiation into xylem cells in Arabidopsis

• DOI: 10.1104/pp.104.055145
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: PLANT PHYSIOLOGY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Sawa, S;Demura, T;Fukuda, H
• 通讯作者: Fukuda, H

Transgene overexpression with cognate small interfering RNA in tobaccoletter

烟草中同源小干扰 RNA 的转基因过表达

• 期刊: FEBS 573・1-3
• 作者: 塚谷裕一;堀口吾朗;Horiguchi et al.;Kozuka et al.;Sawa et al.;Tomita et al.
• 通讯作者: Tomita et al.

The different growth responses of the Arabidopsis thaliana leaf blade and the petiole during shade avoidance are regulated by Photoreceptors and sugar

• DOI: 10.1093/pcp/pci016
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Kozuka, T;Horiguchi, G;Tsukaya, H
• 通讯作者: Tsukaya, H

Gorou Horiguchi: "RNA silencing in plants : a shortcut to functional analysis"Differentiation. (In press). (2004)

Gorou Horiguchi：“植物中的RNA沉默：功能分析的捷径”差异化。