光強度に応答した腋芽形成機構の解明

阐明响应光强度的腋芽形成机制

• 批准号: 22K06267
• 负责人: 田中 若奈
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06267/
• 关键词: ブランチ形成; 腋芽メリステム; 幹細胞; TAB1遺伝子; イネ; 腋芽形成; 光シグナル; ブランチ

これまでに、私たちの研究グループでは、イネにおける腋芽形成の制御因子候補（光シグナルも含む）を複数見出してきた。本研究では、これら因子に着目することで、光強度に応答した腋芽形成機構を明らかにすると同時に、腋芽形成の新規制御機構を見出すことを目指している。本年度は、まず、光強度が与える腋芽形成への影響を解析するための新規実験系の作出を試みた。人工気象器を用いて、光強度を変えた際のブランチや腋芽の表現型データを収集した。加えて、腋芽形成を制御する新規遺伝子候補の機能解析も実施した。以前私たちは、WOX転写因子をコードするTILLERS ABSENT1 (TAB1) 遺伝子が、イネの腋芽分裂組織の形成に必須であることを明らかにしていた（Tanaka et al., 2015; Tanaka and Hirano, 2020）。このTAB1 遺伝子の花形成時の機能解明を進めていた中、花の発生に関わる既知遺伝子（仮称：「TAB1 SUPRESSOR1 (TAS1)」遺伝子）の突然変異が、tab1変異体のブランチ形成不全を抑圧することを偶然見出した。この結果から、TAS1遺伝子がTAB1 遺伝子の機能に関連して、腋芽幹細胞の維持制御に関わっている可能性が示唆された。そこでまず、TAS1とGFPとの融合タンパク質を発現させるようなコンストラクト（gTAS1-GFP）を作製し、融合タンパク質の発現パターンを解析した結果、gTAS1-GFP融合タンパク質は、TAB1遺伝子が発現する腋芽形成初期の分裂組織予定領域において発現を開始し、腋芽分裂組織が形成される時期には、分裂組織とそこから分化した葉原基において発現することを明らかにした。さらに、複数のメリステム関連マーカーの時空間的な発現解析を行い、TAS1遺伝子が腋芽形成時の幹細胞制御に関与していることも示唆した。

The candidate factors for controlling axillary bud formation are listed below. In this study, the factors of light intensity and the mechanism of axillary bud formation were studied. This year, the impact of light intensity on axillary bud formation was analyzed and new regulations were made. Artificial sensors are used to detect and collect the phenotype of axillary buds. The function analysis of new genetic candidates for the control of axillary bud formation is carried out. The TILLERS ABSENT1 (TAB1) gene must be used for the formation of axillary bud division tissue (Tanaka et al., 2015; Tanaka and Hirano, 2020）。As the functional understanding of the flower formation of this TAB1 gene progresses, it has been accidentally revealed that a sudden change in the known gene (called "TAB1 SUPRESSOR1 (TAS1)" gene) related to the emergence of flowers has suppressed the incomplete formation of tab1 variants. These results indicate that TAS1 gene is related to TAB1 gene function, and the possibility of maintenance control of axillary bud stem cells is discussed. TAS1 and GFP are the fusion products of TAS1 and GFP.(gTAS1-GFP) was produced, the fusion protein was detected and analyzed, the gTAS1-GFP fusion protein was detected and TAB1 gene was detected, the axillary bud was detected in the predetermined area of division tissue at the initial stage of axillary bud formation, the division tissue was detected and differentiated, and the leaf primordium was detected in the period of axillary bud division tissue formation. In addition, the analysis of the time and space of the multiple stem cell relationships, the relationship between the TAS1 gene and the stem cell control during axillary bud formation, and the analysis of the time and space of the multiple stem cell relationships were also discussed.

项目成果

イネの D 型サイクリン OsCYCD3;1 遺伝子はメリステムの活性を維持することで分げつ形成を促進している

水稻 D 型细胞周期蛋白 OsCYCD3;1 基因通过维持分生组织活性来促进分蘖形成。

• 发表时间: 2022
• 作者: Wakana Tanaka;Takaki Yamauchi;Katsutoshi Tsuda;田中若奈;大山歩弥，冨永るみ，鳥羽大陽，田中若奈
• 通讯作者: 大山歩弥，冨永るみ，鳥羽大陽，田中若奈

イネの分げつ形成にはたらくD 型サイクリン OsCYCD3;1 遺伝子の解析

水稻分蘖形成中发挥作用的 D 型细胞周期蛋白 OsCYCD3;1 基因分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 大山歩弥;冨永るみ;鳥羽大陽;田中若奈
• 通讯作者: 田中若奈

つくると食べるをつなぐサイエンス 最先端の生物生産学図鑑

连接生产和饮食的科学：生物生产科学前沿指南

• 发表时间: 2022
• 作者: 三本木至宏;中村隼明;都築政起;西堀正英;新居隆浩;松崎芽衣;堀内浩幸;妹尾あいら;杉野利久;黒川勇三;島田昌之;梅原崇;上田晃弘;田中若奈;長命洋佑;大村尚;太田伸二;河合幸一郎;平山真;冨山毅;若林香織;浅岡聡;加藤亜記;坂井陽一;山本祥也;小泉晴比古;矢中規之;中山達哉;船戸耕一;藤井創太郎
• 通讯作者: 藤井創太郎

イネの形態形成を制御する発生遺伝学的研究

控制水稻形态建成的发育遗传学研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Wakana Tanaka;Takaki Yamauchi;Katsutoshi Tsuda;田中若奈
• 通讯作者: 田中若奈