葉における側方原基形成の方向性決定機構の解析

叶片侧向原基形成的方向性决定机制分析

基本信息

批准号：
09J06773
负责人：
池内桃子
金额：
$ 1.34万
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：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

自然界に見られる生物の形態多様性を生み出す発生基盤の解明は、生物学における重要な課題のひとつである。本研究では植物の葉について、その解明を目指した。葉の複雑な形態が形成される過程では、葉原基の辺縁領域に小葉の原基が方向性をもって形成される。形成方向は種によって異なっており、その違いは形態多様性を生み出す大きな要因になっている。近年の研究で、小葉形成に必須の転写因子群や植物ホルモンが明らかになってきている一方、小葉形成の方向を決める機構は、ほとんど理解されていない。そこで本研究では、小葉形成方向決定機構の解明を目的とし、同一の科に属し比較的近縁でありながら方向性の異なる二種(求頂的なタイプのハナビシソウと求基的なタイプのクサノオウ)を材料として選定して多角的なアプローチで発生学的解析を進めた。私は、なんらかの発生要因に勾配があることを想定し、特に葉原基の成長速度と、組織の分化状態について検討した。まず、葉原基の成長を経時的に観察する実験系を構築し、成長速度の測定を行った。その結果、ハナビシソウでは葉の先端側の成長速度が高く小葉形成方向を説明できる結果が得られたものの、クサノオウでは合わない結果となった。次に、SEMを用いた表皮構造の詳細な解析を行ったところ、クサノオウでは小葉形成中の発生段階において求基的な表皮組織の分化(トライコーム形成)が認められた。さらに、qRT-PCR法により小葉形成中のごく若い葉原基を用いて遺伝子発現解析を行ったところ、組織分化状態のマーカー遺伝子と考えられるCINCINNATA遺伝子の発現が、クサノオウでは葉の先端側で上昇していることが認められた一方、ハナビシソウではこの発生段階では発現上昇は認められなかった。以上の結果から、ハナビシソウでは成長速度の勾配、クサノオウでは組織分化状態の勾配がそれぞれの種で方向性をもった小葉形成を司っているのではないかという可能性が示唆された。

阐明在自然界中发现的生物体形态多样性的发展基础是生物学的重要挑战之一。这项研究旨在阐明植物的叶子。在形成复杂叶片形态的过程中，在叶子原始的边缘区域以方向方式形成小叶原始。物种之间的形成方向与众不同，差异是创造形态多样性的主要因素。最近的研究揭示了转录因子和植物激素对小叶形成必不可少的，但是确定小叶形成方向的机制在很大程度上尚不清楚。 Therefore, in this study, we aimed to clarify the mechanism of determining the lobular formation direction, and developed developmental analysis using a multifaceted approach, using two species belonging to the same family and are relatively close relatives with different orientations (the apical type of monkey lily and the apical type of monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the monkey lily of the猴子百合的猴子百合花猴百合的猴子百合花的猴子百合花的猴子百合猴的猴子百合的猴子百合猴百合猴百合，我以为是某些发育因素中有梯度，并专门检查了龙虾原始的生长速度和组织的分化状态。首先，构建了一个实验系统，以观察叶子原始的生长，并测量生长速度。结果，尽管叶片末端的生长速率在叶片中很高，但得到了解释小叶形成方向的结果，但结果不适合小叶形成。接下来，使用SEM对表皮结构进行了详细的分析，并在窦窦的传叶形成的发育阶段观察到表皮组织的系统发育分化（毛状体形成）。此外，当通过QRT-PCR在传单形成期间使用非常年轻的叶子原始作用进行基因表达分析时，发现辛辛那提基因的表达被认为是窦叶的叶片叶片的叶片升高，而在发育阶段没有经过鼻窦的高度。以上结果表明，猴子的生长速率梯度和猴子猴子的组织分化梯度，该猴子控制着每个物种中方向性小叶的形成。