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。

迄今为止，我们的研究小组已经发现了水稻腋芽形成的多个候选调控因子（包括光信号）。在本研究中，我们旨在通过关注这些因素，阐明腋芽形成对光强度的响应机制，同时发现一种新的腋芽形成控制机制。今年，我们首先尝试创建一个新的实验系统来分析光强度对腋芽形成的影响。使用人工气象仪器在不同的光强度下收集树枝和腋芽的表型数据。此外，我们对控制腋芽形成的新候选基因进行了功能分析。我们之前发现，编码 WOX 转录因子的 TILLERS ABSENT1 (TAB1) 基因对于水稻腋芽分生组织的形成至关重要（Tanaka et al., 2015；Tanaka and Hirano, 2020）。当我们致力于阐明 TAB1 基因在花形成过程中的功能时，我们发现参与花发育的已知基因（暂定名称：TAB1 SUPRESSOR1 (TAS1) 基因）的突变抑制了 tab1 突变体的分枝形成缺陷。偶然。这一结果表明，TAS1基因可能参与与TAB1基因功能相关的腋芽干细胞的维持控制。首先，我们构建了表达TAS1和GFP之间的融合蛋白的构建体（gTAS1-GFP），并分析了融合蛋白的表达模式，结果发现gTAS1-GFP融合蛋白在早期表达。研究表明，TAB1基因表达时在分生组织预期形成的区域开始表达，并在腋分生组织形成时在分生组织和与其分化的叶原基中表达。此外，我们对多个分生组织相关标记进行了时空表达分析，表明TAS1基因参与腋芽形成过程中的干细胞调控。

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