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単子葉植物イネを用いた葉の初期発生メカニズムの解明

利用单子叶水稻阐明早期叶片发育的机制

基本信息

批准号：
15J06957
负责人：
安居佑季子
金额：
$ 2.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06957/
关键词：
イネ葉発生 OsWOX4 維管束細胞周期トランスクリプトーム解析

项目摘要

イネのホメオボックス転写因子OsWOX4は茎頂分裂組織の維持に機能し、葉原基でも発現する(Ohmori et al., Plant Cell, 2013)。本課題ではOsWOX4の葉の初期発生における機能を明らかにすることを目的に研究をおこなった。前年度までに、誘導系のOsWOX4ノックダウン株を用いて、葉の機能解析に適した一過的ノックダウンの系を確立し、OsWOX4がサイトカイニン生合成に機能するLOG遺伝子の発現を制御することで維管束形成に関わることを示唆していた。今年度はサイトカイニン含有量に対するOsWOX4ノックダウンの影響を解析した。その結果、OsWOX4をノックダウンさせることで、サイトカイニン量が顕著に減少することを示した。このことからOsWOX4はLOG遺伝子の発現制御を介して、サイトカイニン生合成を正に制御し、維管束形成に寄与していると考えられた。中肋は葉が直立するために必要な構造である。これまでにDL遺伝子が、葉原基の中央部において細胞分裂を促進し、中肋形成の初期段階が進むことがわかっている。OsWOX4がノックダウンすると、葉原基の葉の中央部特異的な厚み形成がみられなくなり、中央部の向軸―胚軸方向の細胞数が減少した。また、DLの発現が顕著に減少していた。これらからOsWOX4がノックダウンすると、DLの発現が維持されなくなり、葉原基の形態異常につながったと考えられる。また、前年度までに得ていたマイクロアレイのデーターを用いて、Gene Ontology解析を行った結果、OsWOX4は細胞の活性を保つ機能があることが示唆された。この結果は、テクノビット切片を用いた詳細な解析結果からも支持された。これらから、OsWOX4は茎頂分裂組織の維持に加え、葉の初期発生を多面的に制御する、イネの発生に非常に重要な因子であることを明らかにした。

OsWOX4 plays an important role in the maintenance of apical division tissue and the development of leaf primordia (Ohmori et al., Plant Cell, 2013)。The purpose of this study is to investigate the early development of OsWOX4 leaves. In the past year, OsWOX4 has been used as an induction system, and the function analysis of leaves has been established. OsWOX4 has been used as an induction system to control the development of LOG genes and vascular bundle formation. This year, the analysis of the influence of the content of the drug on OsWOX4. The result is that OsWOX4 has been reduced. OS-WOX-4 is the key to the formation of vascular bundles. The middle rib is erect. The cell division in the central part of leaf primordium is promoted, and the initial stage of rib formation is advanced. OsWOX4 has a distinct thickness in the center of leaf primordia and leaves, and the number of cells in the center toward the axis and hypocotyl decreases. The occurrence of DL has been reduced. The appearance of DL and morphological abnormality of leaf primordium are maintained. The results of Gene Ontology analysis and the function of OsWOX4 cell activity protection were shown in the previous year. The results of this analysis are as follows: OsWOX4 is a very important factor in the maintenance of apical division tissue and the early development of leaves.