イネの葉の発生過程に関わる新規遺伝子の機能解析

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イネ科植物の葉は、器官・組織・細胞レベルにおいて様々な形態的特徴を持つが、本年度はイネの気孔の発生に関わる新規遺伝子の研究を主に行った。気孔は葉の表皮に存在し、葉内と外界のガス交換に重要な器官である。気孔を構成する細胞の種類や形態、気孔の配置は植物種によって様々に異なるが、イネ科植物の気孔は一対の亜鈴形の孔辺細胞とその開閉を補助する副細胞によって構成され、列状に並んで存在するという特徴を持つ。気孔の発生を制御する遺伝的機構はシロイヌナズナで最も研究が進んでいるが、イネ科植物はシロイヌナズナとは異なる気孔の形態・配置を持つため、その発生機構にはイネ科植物の独自性が存在することが窺われる。しかしながら、イネ科植物の気孔の発生機構の理解は断片的であり、未解明の点が多い。本研究では、イネの気孔の発生を制御する新規遺伝子のトランスクリプトームデータを用いた探索及び候補遺伝子の機能解析を行った。その結果、シロイヌナズナの気孔の発生過程における細胞の不等分裂を制御する足場タンパク質遺伝子POLARのホモログOsPOLAR1・2を同定した。イネ科植物の気孔の発生過程においてはそれぞれ異なる細胞を生み出す二種類の不等分裂が行われるが、それらの制御にOsPOLAR1・2が重要な役割を果たすことを明らかにした。これらの遺伝子が機能するメカニズムを今後明らかにすることで、二種類の不等分裂の制御機構における共通点や相違点が明らかになることが期待される。