抄録
単面葉とは,一般的な葉(両面葉)の背軸面に相当する組織だけで葉身が構成される,背腹性を持たない葉のことであり,このような葉を持つ植物は,単子葉植物で何度も繰り返し進化している.この単面葉は,単子葉植物における葉の極性決定の遺伝的機構,そして,生物の進化過程における平行進化の分子機構を解明するために,独自の優れた材料であると考えられる.
我々は,単面葉の発生・進化機構を解明するために,研究材料として優れているイグサ属植物をモデルとした解析を行っている.また,イグサ属植物は,葉の形態に非常に大きな多様性をしめし,単面葉,両面葉,あるいはその中間的な葉を持つ種が存在し,さらには単面葉の葉身横断面の相称性に関しても,左右対称あるいは放射相称などの多様性が観察される.
今回我々は,葉の背腹性に着目したイグサ属植物の分子系統関係,そして葉の極性を制御する遺伝子群や small RNA の発現パターンを統合的に解析した.その結果,イグサ属植物は葉が単面化しやすい遺伝的背景を持ち,何度か単面葉化のイベントが起きているが,ある一群の共通祖先において,単面葉の確立に決定的な遺伝的変化が起きたこと,そしてそれには葉の背軸側決定因子の異所的発現が伴うことを明らかにした.また,単面葉の相称性は比較的変化しやすい形質であり,DL サブファミリーのYABBY 転写因子がその制御に関与することを明らかにした.