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 control the development of genetic engineering. The number of cells in the leaves is increased. This year, the phenotypes of the three characteristics of the plant showed four kinds of sudden changes in the cause of the disease and specific behavior. The reasons for the increase in the number of leaf cells and the duplication of 4-chromosome are shown in this paper. The number of cells in the leaves of this field is controlled by AINTECUMENTA (ANT). However, the increase in the number of cells in gla1-D and the increase in the number of ANT computers have raised the possibility of gold. gra-1D variant promotes the proliferation of epidermal cells in whole leaf tissues, elongata1 (elo1), elo3 variant enhances the proliferation of epidermal cells. The cell growth of the epidermis and the tissue under the epidermis are coordinated, and the final cell gap is formed. ELO1, ELO3 gene T-DNA tagging, map-based methods, and other specific RNA polymerase II gene products to control elongation of the Elongator complex. As a result of this, the lowest two types of ELO circuits exist in all organs, including the GRA circuit and the epidermal control circuit. The cell growth and hyperemia of the leaf This process is deficient in loss indication #116. The map-based method identifies the cause of heterosis in IRREGULAR XYLEM3 (IRX3). IRX3 is characterized by immature duct-specific development and secondary cell wall hypertrophy. Irx3: The secondary cell wall of the channel tube is normally formed, and the abnormal channel tube is formed. The cells in the leaves are very elongated, and the passage tissues are not normally supplied.

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。