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助教 田中 若奈
罢别濒：082-424-7927
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(注: ＊は半角@に置き換えてください)
本研究成果のポイント
- イネの花の干细胞を维持するために必要なTAB1遗伝子を発见しました。
- TAB1遗伝子による干细胞の维持が、种子(お米)のもとになる胚珠の形成に必须であることを见出しました。
- 本研究によって、シロイヌナズナとは异なるイネに独自な胚珠形成の遗伝的しくみが存在することも明らかになりました。
概要
イネの雄しべや雌しべ、胚珠(はいしゅ)などの全ての花器官は、花の幹細胞からつくられ、雄しべと雌しべが受粉することで胚珠から種子すなわちお米がつくられます。したがって、花器官をつくる幹細胞がどのような遺伝的しくみによって維持されているのかということを解明することは、基礎科学分野だけではなく、農学分野においても重要な課題です。今回、広島大学大学院统合生命科学研究科の田中若奈助教、東京大学大学院理学系研究科の平野博之教授(現名誉教授)、明治大学農学部の川上直人専任教授らの共同研究チームは、イネのTAB1遗伝子が、花の干细胞を维持するために重要な働きをしていることを明らかにしました。また、TAB1遗伝子によるその干细胞の维持が、胚珠の形成に必须であることも発见しました。
本研究成果は、日本时间の12月17日午后7时に?顿别惫别濒辞辫尘别苍迟?誌にオンライン掲载されます。
発表内容
【背景】
イネは、私たちにとって重要な农作物であることは言うまでもありませんが、基础科学研究に非常に适した単子叶类のモデル植物でもあります?イネの花には、雄しべや雌しべ、胚珠などの花器官が存在しています(図1)。胚珠は、雌しべの内部に存在するため花の外见からは确认することができませんが、雄しべと雌しべが受粉すると、种子(お米)になる重要な器官です。イネの全ての花器官は、若い花芽に含まれる花の干细胞からつくられています。そのため、干细胞は、最后の花器官である胚珠を形成するまで、花芽の中で常に一定数存在するように维持される必要があります。花の干细胞を维持するための遗伝的しくみについては、シロイヌナズナを中心とする真正双子叶植物では非常に理解が进んできましたが、イネなどの単子叶植物では、不明な点が多く存在していました。
【研究成果の内容】
TAB1遗伝子の机能が失われたtab1変异体を详しく调べた结果、雌しべの内部にあるはずの胚珠が欠失していたり、形态が异常になっていたりすることが判明しました(図1)。正常な胚珠が形成されない结果、tab1変异体では、种子が全く稔りませんでした。このことから、TAB1遗伝子は、正常な胚珠をつくるために働いていると考えられます。
さらに、そのtab1変异体の花の干细胞を调べた结果、雄しべや雌しべがつくられる时期には干细胞の存在が认められましたが、胚珠が形成される时期には干细胞が消失していることがわかりました。この结果から、TAB1遗伝子は、花の発生の最后の时期まで干细胞をしっかりと维持することに必要であることが明らかになりました。つまり、TAB1遗伝子は、胚珠形成时の干细胞を维持することによって、胚珠形成を促し、最终的には种子(お米)を形成する重要な働きをしていることが明らかになりました(図2)。
上述したように、イネの胚珠は花の干细胞から形成されますが、シロイヌナズナの胚珠は花の干细胞には由来しないことが知られています。したがって、本研究は、2つの植物では胚珠のつくられ方が异なっていること、イネに独自な胚珠形成の遗伝的しくみが存在することを明らかにしたことになります。
【今后の展开】
本研究では、TAB1遗伝子が胚珠形成时の干细胞の维持に必须な遗伝子であることを明らかにしましたが、雄しべや雌しべが形成される时期の干细胞维持に必要な遗伝子は未だ明らかになっていません。今后、その遗伝子を明らかにすることで、花が形成される时の干细胞维持のしくみの全貌に迫りたいと考えています。また、将来的には、明らかにした遗伝的しくみを、イネの品种改良などの応用研究に活用できればと考えています。
论文情报
- 掲載誌: Development
- 論文タイトル: Flower meristem maintenance by TILLERS ABSENT1 is essential for ovule development in rice
- 著者名: 田中 若奈＊(広島大学 大学院统合生命科学研究科 助教)
大森 涼葉(東京大学 大学院理学系研究科、明治大学 大学院農学研究科 大学院生)
川上 直人(明治大学 農学部 専任教授)
平野 博之(東京大学 大学院理学系研究科 名誉教授)
＊责任着者 - DOI: https://doi.org/10.1242/dev.199932
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