光強度に応答した腋芽形成機構の解明

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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。