インゲンマメ種子での貯蔵タンパク質分解に関わるプロテアーゼEP-C1の遺伝子発現には、 発芽時に合成されるジベレリン(GA)が関与している。GAのシグナル伝達にはDELLAタンパク質と名づけられたGA応答遺伝子の発現を抑制する転写因子が関与していることが知られている。DELLAタンパク質の分解はGAによって誘導され、その分解によりGA応答遺伝子が活性化される。EP-C1遺伝子発現のGA応答機構を明らかにするために2種類のDELLAタンパク質のcDNAをインゲンマメよりクローニングした。これらのcDNAのコードする遺伝子をPvGAI1およびPvGAI2と名づけた。発芽子葉中では、PvGAI2が強く発現しているので、その発現パターンをRNAブロット法で調べた。そのmRNAは乾燥種子ではほとんど検出されなかったが、吸水後1日目より検出され、その量は3日目まで増加した。一方、EP-C1 mRNAは3日目から出現した。したがって、吸水後に合成されたGAによってPvGAI2が分解されることで、EP-C1遺伝子の発現が制御されていると考えられた

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シロイヌナズナのsrd2は胚軸の脱分化、シュート再生、根の発達に強い温度感受性を示す突然変異体である。その責任遺伝子はヒトのsnRNA転写活性化複合体のサブユニット、SNAP50とよく似たタンパク質をコードしており、snRNAプロモーターに繋いだレポーター遺伝子（U2.3::LUC、U2.3::GUS）を用いた解析から、実際に植物細胞内でsnRNA転写活性化に働くことが分かっている。
今回新たに芽生えにおけるSRD2発現を解析した結果、頂端分裂組織、葉原基、根の中心柱で強く発現していることが明らかとなった。これは（根端を除き）U2.3::GUSの発現部位と概ね一致しており、分裂組織の退化、葉身の形成不全など、srd2変異の強い影響が見られる部位とも対応していた。また側根形成過程のsnRNA量を調べたところ、側根原基全体に蓄積していたsnRNAが原基形成終了前後に一旦著しく減少し、その後再び増大するという興味深いパターンが見出された。このsnRNAレベルの再上昇はsrd2変異によって強く影響されることも分かった。srd2はしばしば正常な分裂組織を欠いた奇形側根を形成するが、これはsnRNAレベルの攪乱と密接に関連すると考えられる。
以上の結果は、SRD2によるsnRNA転写活性化が、脱分化に加えて、分裂組織の構築や維持など形態形成においても重要な役割を果たしていることを示している。

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シロイヌナズナのASYMMETRIC LEAVES1 (AS1) とASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) 遺伝子は、葉や花器官の発生を制御すると共に、class 1 knox（knotted1-like homeobox 遺伝子群のclass 1サブグループに属する遺伝子）などの遺伝子の発現抑制に関わっている。また、AS1とAS2遺伝子は、それぞれMYB様タンパク質と植物特異的なAS2/LOBドメインを持つタンパク質をコードしており、共にタマネギの表皮細胞で一過的に発現させたところ、核に局在することが示されている。今回、我々は、シロイヌナズナの細胞におけるAS1とAS2タンパク質の局在を解析した。GFP-AS1またはAS2-YFPを発現する形質転換体を作製し、葉の細胞で蛍光を観察したところ、それぞれ核内に塊状の蛍光が観察された。特に、AS2は核小体の周縁部に局在していた。また、両タンパク質を同じ細胞で共発現させたところ、AS2-YFPとGFP-AS1は核小体の周縁部に共局在した。 これらの結果を踏まえて、AS2とAS1の局在と作用機構について考察する。

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Leaves are indeterminate organs and possess genes involved in establishing leaf dorsoventrality. These polarities are established relatively early during leaf development and defined relative to the SAM. However, no direct factor has been found in the genetic interaction between meristem and differentiation of leaf organ. Our previous study revealed that. Deformed Root and Leaf1 (DRL1) is involved in the regulation of meristem activity and leaf defferentiation. The DRL1 was found to encode a novel protein showing homology to Elongator-associate protein (EAP) of yeast KTI12. The expression of DRL1 of Arabidopsis can complement KTI12, suggesting that DRL1 may act as an EAP in higher organism. To characterize the function of EAP, we identified the genes encoding RNAPII Elongator subunits (AtELPs) of Arabidopsis. The molecular architecture of Arabidopsis holo-Elongator has investigated by the use of yeast two-hybrid system. Based on these results, we will discuss the putative function of DRL1 and AtELPs.

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スギ（Cryptomeria japonica D. Don）は、わが国の主要な造林樹種であり、内装材や構造材として広く利用されてきた。遺伝子組換え技術による特定形質の付与は、社会からより求められるスギ品種の作出を実現する可能性を有する。しかし組換え体の実用化にあたり、導入遺伝子の同種・近縁の野生植物への拡散が懸念されている。その媒体となるのが花粉であるが、花粉形成を阻害できればそのリスクが軽減されるとともに、花粉症問題の緩和にもつながる。このような効果をもつ組換え無花粉スギの作出を見据えて、スギにおける花芽形成の分子メカニズムの解明に取り組むこととした。
花芽形成遺伝子としてMADS-box遺伝子が知られている。我々はスギの雄花から6種類のMADS-box遺伝子を単離した。推測されるアミノ酸配列を用い、BLASTで相同性検索を行った結果、タバコのB機能遺伝子GLOBOSAと高い相同性を示すもの（M8）が含まれていた。さらにこれら遺伝子の発現組織及び発現時期を調べるためにRT-PCRを行った。その結果、M8遺伝子は花芽特異的に強く発現しており、その発現は雄花の形態形成に伴って活性化することが明らかになった。現在、単離した遺伝子のより詳細な機能解析を行うためin situ ハイブリダイゼーション等の実験に取り組んでいる。

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葉のサイズは細胞数と細胞の大きさにより決定される。そこで我々は葉のサイズ制御機構を明らかにするため、補償作用という現象に注目した研究を進めている。補償作用とは、葉原基における細胞増殖活性の低下により細胞数の減少が引き起されると、個々の細胞が大型化する現象である。しかし葉の発生に沿って、補償作用の動態を解析した研究例はまだない。本研究では補償作用を示す7種の変異体、fugu1からfugu5, angustifolia3, erecta およびKIP-RELATED PROTEIN2過剰発現体の解析を総合的に行った。その結果、補償作用は細胞増殖活性を失った分化中の細胞で誘導される事が判明した。この事実から補償作用に見られる細胞の大型化は、細胞分裂の遅延による受動的なものではなく、能動的な細胞伸長促進の結果と考えられる。細胞伸長の促進には二つの異なるパターンがり、fugu5 では細胞伸長期間の長期化が、それ以外の変異株では細胞伸長速度の上昇が生じていた。次にこのような過剰な細胞伸長と核内倍数性との関係を調べた。興味深い事に、倍数性の増加は一部の変異体でのみ若干見られる程度であり、その事から倍数性の増加は細胞伸長の誘導には必須ではないと結論された。これらの結果から、補償作用をもたらす細胞伸長制御系には少なくとも2種類が存在し、それとリンクした細胞増殖系も複数存在すると考えられる。

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シロイヌナズナBOP1は、葉原基におけるメリステマティックな活性を調節する遺伝子である。半優性変異体であるbop1-1では、葉身の基部から葉柄にかけて葉身形成が永続的に起こる。我々は現在、BOP1遺伝子が葉形形成の有限性とどう関わっているか解析している。まずbop1-1と葉の向背軸形成が欠損したyab3/filとの3重変異体を作成したところ、永続的な葉身の成長は見られなかった。従って、bop1-1が示す永続的な形態形成は、背腹性に依存した葉身形成に限られていると考えられる。次に、葉原基の有限性はクラスI KNOXが司っているというアイディアもあるため、シロイヌナズナのクラスI KNOXであるKNAT1の異所的発現体とbop1-1とを重ねた植物体を作成した。その結果、35S::KNAT1/bop1-1では、葉の切れ込みが繰り返し入れ子状に形成される表現型が見られた。以上の結果より、葉の有限性を司っているのはBOP1であり、クラスI KNOXは繰り返し構造の制御を司っていると考えられる。
この点、植物の中には、葉身形成が永続的に起り、一見bop1-1変異体とよく似た形態形成能を示すものもある。本発表では、シロイヌナズナ以外のそうした植物におけるBOP1ホモログ単離と、その機能解析の結果についても、併せて報告する予定である。

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植物は光環境に応じた葉、厚い陽葉（明所型）と薄い陰葉（陰所型）とを形成する。近年いくつかの植物種において、陽・陰葉の発生調節機構が解明され始めた。これらの報告に共通して言えるのは、成熟葉の光環境が新しい葉の発生に影響を与えているという事である。これは、成熟葉から葉原基への情報伝達機構の存在を示唆している。我々は、このシグナルが光合成産物の糖類である、という仮説を立て検証を行っている。各種濃度のスクロース培地（0.5、1、1.5、2、3％）で栽培したシロイヌナズナを材料とし、は種後14日目の第3葉の形態を比較したところ、培地中のスクロース濃度が増加するにつれ葉肉を構成する細胞層数が増加した。一方、柵状組織細胞の大きさは、培地中の糖濃度の増加に伴い減少する傾向が見られた。従って、葉の発生は糖の影響を受けていると考えられる。では、葉の発生途中で培地中の糖濃度が変化した場合、発生運命は変化するのだろうか？この疑問に答えるために、は種後10日目に新しい培地に移植するという実験を行った。は種時と同濃度の培地に移植した対照植物では、移植による効果はなかった。異なる糖濃度の培地に移植した植物では、低濃度側へ移した場合はほとんど影響が見られなかったが、高濃度側へ移した場合には若干の細胞層数増加が見られた。よって移植時点の葉には可塑性があると考えられる。発表では、は種後8、12日目に移植した結果も併せて報告する。

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asymmetric leaves1 (as1)およびasymmetric leaves2 (as2)変異体は、いずれも葉に左右非対称な切れ込みが入る、葉脈パターンに乱れが生じる、葉が下向きにカールするなど、葉の形態に多面的な表現型が認められる。AS1遺伝子はMYB様の転写因子を、AS2遺伝子はcisteine repeatsとleucine zipper様配列を含む植物固有のAS2ドメインをもつタンパク質をコードしている。両遺伝子は、茎頂メリステムに特異的なclass I KNOXホメオボックス遺伝子群の発現を抑え、細胞を葉の分化の方向に向かわせると考えられている。しかし、いずれもその遺伝子産物の生化学的機能や葉の形態形成における位置付けは、はっきりしていない。今回我々はAS2遺伝子と遺伝的に相互作用する因子を得るために、as2変異体の表現型を亢進または抑制する変異体のスクリーニングを行った。その結果、as2表現型の一部を亢進する変異体が数系統得られた。これらの変異体は現在as2との遺伝的相互作用の有無を調べており、その形態的特徴とともに報告する。葉が棒状になる1系統については、AS2との遺伝的相互作用が認められため、遺伝子単離に向けた解析を進めている。

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種子植物の葉は，向軸―背軸，先端部―基部，中央―周縁という極性を持つ．そのうち向背軸の決定機構は，双子葉植物のシロイヌナズナにおいて詳細に解析が進められ，向軸側決定因子として PHABULOSA (PHB) 様 HD-ZIPIII 遺伝子群，背軸側決定因子として KANADI (KAN) および YABBY 遺伝子群が同定されてきた．また，それらの遺伝的制御関係によって葉の向背軸が決定される仕組みも明らかにされてきているが，そのような遺伝的機構が種子植物の間でどの程度保存されているかは不明である．
イネ科植物の葉は，双子葉植物の葉とは大きく異なる構造を示し，葉の向背軸に関しても，葉肉細胞が向背軸に沿って柵状組織と海綿状組織に明瞭に分化せず，機動細胞や厚壁機械組織等の向背軸に特異的な細胞が，表皮に規則性を持って散在するという独自の特徴を示す．また，これまで我々は，イネの YABBY 遺伝子が葉の裏側決定に関与しない可能性も明らかにしてきた．そこで今回我々は，イネにおける葉の向背軸決定機構が，双子葉植物とどの程度共通しているかを明らかにするための解析を行った．まずイネにおける PHB および KAN 遺伝子群を同定し，それらの発現解析，そして機能獲得および機能喪失型形質転換体を作成した．また，シロイヌナズナとイネにおけるそれらのタンパク質機能の保存性についても解析を行った．本大会ではこれらの結果に関して報告する．

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我々は、アグロバクテリウムT-DNA由来ipt遺伝子過剰発現イネの解析過程で、あるD型サイクリン遺伝子の発現上昇を見いだした。この遺伝子は配列上、サイクリンD4;1型に分類され（以下OsCYCD4;1）、BAを含む数種の植物ホルモンあるいは糖を処理しても、その発現に顕著な変化が見られないことをすでに明らかにしている。そこでOsCYCD4;1の組織および時間特異的発現を詳細に観察するため、in situハイブリダイゼーション法や、OsCYCD4;1プロモーター::GUS導入植物等を用いて様々な解析を行った。その結果、OsCYCD4;1は維管束分化初期の前形成層で発現し始め、維管束分化後は成熟した木部を除く維管束系全体で発現し、篩部において特に強い発現を示した。一方、細胞増殖を盛んに行っている根端や茎頂においては検出されない、あるいは非常に弱い発現を示した。またOsCYCD4;1過剰発現イネでは維管束の走行に乱れを生じた葉が観察され、タバコおよびシロイヌナズナでOsCYCD4;1を過剰発現させた場合には維管束と葉身の成長に不均衡が生じ、葉に形態異常が生じた。以上の結果から、OsCycD4;1は維管束形成に関連して働くサイクリンであることが示唆された。

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維管束組織は植物体全体に連続した形で分布する複合的な通道組織である。双子葉植物の葉の展開は二次元的に広がり、維管束も二次元的なパターンを形成するのに対し、単子葉植物では葉の伸長に携わる細胞分裂領域が基部に集約されるためその展開は一次元的で、維管束も直線的なパターンを形成する。このことから単子葉植物では、葉の基部領域を連続観察することで維管束分化・形成過程を時空間的な連続性を維持した状態で追跡できる。そこで本研究では単子葉植物のモデル植物であるイネを用いて維管束形成機構の解析を進めた。
これまで、あまり解析されてこなかった野生型のイネの葉における維管束組織の分化過程とパターン形成に関する観察から、葉身・葉鞘における維管束パターン及び維管束内部構造の詳細な形成過程を観察し、分化段階に応じてステージ分けを行った。この野生型の観察から得られた知見を基に、維管束形成に異常を示す突然変異体の探索を行い、葉身・葉鞘における維管束パターンに異常を示す突然変異体として11系統を、維管束内部構造に異常を示す突然変異体として1系統を単離した。維管束形成過程における野生型と突然変異体の表現型の比較を通して、イネの葉における維管束形成機構について考察する。

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我々は現在までにイネのアクチベーションタギングライン約13,000を作製している。これらのラインでは 4コピーの35Sエンハンサー及び35Sコアプロモーターがアグロバクテリウムを用いたT-DNAタギング法により導入されている．本ラインから選抜された短粒変異体(Short grain 1, Sg1)では草丈も半わい性を示し、次世代で種子及び草丈の表現形とエンハンサー挿入がリンクしていた。ホモ個体をジベレリン処理すると草丈は部分的に回復した。既知のイネ完全長cDNAに対応する遺伝子領域が、エンハンサー挿入部位の1.4 kb下流に存在していたため、この遺伝子の葉身での発現をReal-time PCRで調べたところ、WTではほとんど発現していなかったのに対し、短粒半わい性形質を示す個体では強い発現が認められた。更にWTにおける発現レベルの組織特異性を調べたところ、葉身<葉鞘、穂<根、幼穂（1cm以上）<<幼穂（1cm以下）の順に高くなっており、粒（穎）の原基の形成される時期の幼穂で最も強く発現していた。この完全長cDNAがコードすると予想されるタンパク質は既知のタンパク質とは相同性を示さず、新規タンパク質であった。以上よりこの遺伝子の過剰発現の結果、短粒半わい性形質がもたらされたことが強く示唆されたので、当該cDNAをイネの過剰発現ベクターに連結し現在再導入実験を行っている。

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サツマイモ（Ipomoea batatas）の高い生産性は塊根のシンク能に由来することが知られている。塊根の形成過程に関してはこれまで生理学的、解剖学的な研究が進んでいるものの、その分子機構についてはほとんど明らかにされていない。本研究では塊根形成の分子機構の一端を解明することを目的として、塊根で発現するKnotted1型ホメオボックス（KNOX）遺伝子を単離し、その発現を解析した。
Class-I型KNOX遺伝子の保存配列から設計したプライマーを用い、発達中の塊根のRNAを鋳型としてRT-PCRを行った結果、4種類のKNOX配列（Ibkn1～Ibkn4）が単離された。ホメオドメイン部分の推定アミノ酸配列をもとに分子系統樹を作成したところ、Ibkn1はシロイヌナズナのSHOOT-MERISTEMLESSと、Ibkn2およびIbkn3はKNAT1と、Ibkn4はKNAT2とそれぞれ高い相同性を示した。挿苗後5週目のサツマイモ植物体における各遺伝子の発現をRT-PCRを用いて解析したところ、Ibkn2、Ibkn3、Ibkn4はいずれも茎および塊根で比較的高い発現を示した。Ibkn1も茎で高い発現を示すものの、塊根での発現は低かった。現在、各遺伝子のさらに詳細な発現解析を行って、その生理機能を検討中である。

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イネのEL5遺伝子は膜貫通モチーフとRING-H2ドメインを持つユビキチンリガーゼ (E3)をコードしている。E3活性を欠失させた変異EL5遺伝子を過剰発現させたイネは、冠根原基が形成された後に壊死するために発根しないという表現型を示すことなどから、EL5は冠根および側根原基の分化後の発達にE3として機能することが明らかになっている（西澤ら、分子生物学会、2004）。
EL5の作用機構の解明をめざし、本研究ではEL5の発現を転写および翻訳レベルで解析した。EL5遺伝子の転写産物は主に冠根の発達が盛んである基部から検出され、オーキシン、サイトカイニン(BA)またはジャスモン酸(JA)処理によってさらに増加した。根においてはBAあるいはJA処理によって劇的に発現が増加した。EL5発現の組織特異性をEL5プロモーター::GUS遺伝子導入イネを用いて調べたところ、基部の節網維管束を中心とした維管束に強いGUS活性が認められた。また、BA処理により、根の伸長帯、根冠、側根基部において強いGUS活性の誘導が見られた。翻訳産物の解析では、EL5は非常に不安定であるがE3活性を欠失させると安定化したことから、EL5タンパク質量はEL5自身のE3活性によって制御されていることが示唆された。さらに、安定化させたEL5の解析から、EL5はN末端領域がプロセッシングされて細胞膜に局在化することが推察された。

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シロイヌナズナの根の表皮細胞は根毛細胞と非根毛細胞に分化する。この根の表皮細胞分化はCAPRICE (CPC), WERWOLF (WER), GLABRA2(GL2), GLABRA3 (GL3), TRANSPARENT TESTA GLABRA1 (TTG1)遺伝子等によって制御されている。
これらの遺伝子欠損株で、根の表皮細胞の細胞壁成分を顕微フーリエ変換赤外分光分析装置（顕微FT-IR）を用いて解析した。その結果、cpc-1, gl3-1, ttg1-1, wer-1突然変異体のスペクトルは野生型とほぼ同じであった。しかし、gl2突然変異体ではセルロース量が増加しており、GL2の過剰発現体では、逆にセルロース量が減少していた。Promoter-GUS及びRT-PCR解析により、gl2突然変異体ではセルロース合成酵素遺伝子AtCesA5の発現が上昇していることが明らかになった。GL2はHD-Zip転写因子をコードしており、HD-Zip転写因子はL1-boxと名付けられたcis elementに結合すると考えられている。AtCesA5遺伝子の上流にはL1-boxになりうる配列が存在した。以上の結果から、GL2遺伝子がAtCesA5遺伝子の発現を制御していることが強く示唆された。

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根毛は根毛細胞の先端伸長によって形成される単細胞器官である。最近、この根毛の形態形成にホスホリパーゼD(PLD)ζ1(AtPLDζ1)が関与していることが明らかにされた (Ohashi Y et al. 2003.)。PLDは脂質シグナル伝達物質であるホスファチジン酸を生成する酵素であるため、根毛形態形成の制御における脂質シグナル伝達系の関与が示唆されている。一方、動物における研究から、ホスファチジルイノシトール2リン酸はPLDの活性を制御することが明らかにされている。そこで、我々は根毛の形態形成に関わる脂質シグナル伝達機構を解明するためにホスファチジルイノシトールリン酸キナーゼ(PIPK)遺伝子に注目した。アラビドプシスのゲノムには11種類のPIPK遺伝子がコードされている。ノーザンハイブリダイゼーションによってこれらの遺伝子の発現を解析したところ、AtPIPK3は根で優先的に発現することが明らかになった。そこで、AtPIPK3遺伝子のT-DNA挿入変異体を解析したところ、根毛の伸長が抑制されていた。これにより、AtPIPK3遺伝子が根毛の形態形成に関与していることが示された。さらに、この遺伝子の発現、およびAtPIPK3タンパク質の局在について詳細に解析したので報告する。

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単子葉植物にはユリのように二層の花弁状器官を持つ花が多く見られる。このような花被は、クラスB遺伝子がwhorl2、3だけでなくwhorl1でも発現することで形成されるという改変ABCモデルが提唱されている。このモデルはチューリップとアガパンサスのクラスB遺伝子の発現解析によって支持されているが、アスパラガスでは花弁状器官を形成するwhorl1においてクラスB遺伝子の発現が検出されず、このモデルの一般性に関して疑問を残す結果となっている。
アルストロメリアは単子葉ユリ目に属し、花被は二層の花弁状器官で構成されるが、外花被片と内花被片の外形が異なる。本研究では単子葉植物における改変ABCモデルの検証と、花被形態の多様化のメカニズムを調査するため、アルストロメリアの花被片の形態調査およびクラスB遺伝子の単離、発現解析を行った。形態調査の結果、外花被片と内花被片の外形は異なるが、維管束走行や表皮細胞の形態はよく似ていた。また、RACE法により2種のDEF-like遺伝子（AlsDEFa、AlsDEFb）と1種のGLO-like遺伝子（AlsGLO）を単離した。発現解析の結果、AlsDEFbとAlsGLOがwhorl1、2、3で発現しており、改変ABCモデルを支持していた。一方、AlsDEFaはwhorl2、3のみで発現しており、外花被片と内花被片の分化と何らかの関係を持つ可能性が示唆された。

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植物特異的転写因子であるSBPファミリーは、キンギョソウSQUA のプロモーターに結合する因子より同定され、シロイヌナズナでは16遺伝子がこのファミリーに属する。in vitroの実験から、そのうちいくつかがSQUAのシロイヌナズナオルソログのAP1プロモーターに結合することが知られている。SQUAやAP1は花芽分裂組織への分化の決定や花器官形成に働くことから、SBP遺伝子群が花成や花器官形成を制御していることが考えられる。これまで、SBP遺伝子の機能欠失変異体の報告はほとんどなく、ファミリー内における高い相同性からも、SBP遺伝子間の機能重複が示唆される。そこで我々は、シロイヌナズナのSBPファミリーの、花成、花器官形成への関与を推察するため、内在性の転写因子や重複した転写因子に対してドミナントに働くキメラリプレッサーを植物体で過剰発現させるCRES-T法を用いた解析を行った。シロイヌナズナのSBPファミリーのうち相同性の高いSPL2、SPL10、SPL11は、組織別発現解析の結果、花における発現が高いことが示された。これらの遺伝子に転写抑制化ドメインを付加し、植物体で過剰発現させると、頂芽優勢の欠失や、花弁や花柄が短くなるという表現型を示した。SPL2のT-DNA挿入変異体は表現型が野生型と差異がないことから、SPL2がSPL10、SPL11と重複した機能を持つことが示唆された。これらSPLがどのような遺伝子を標的とし、花成、花器官形成を制御しているのかを考察する。

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高等植物では多様な発生と形態形成の過程が細胞分裂と細胞伸長によって制御されている。シロイヌナズナERECTA (ER) 遺伝子は受容体キナーゼをコードしており、節間および小花柄の細胞の増殖を促すことで花序の形態を制御している。花序形態形成機構を明らかにするために、corymbosa1 (crm1) 変異体に着目した。crm1変異体は小花柄の細胞の伸長欠損によって散房花序様に花序形態が変化していた。また遺伝子間の相互作用を調べるためにcrm1変異体と既知の散房花序様変異体であるer変異体とcorymbosa2 (crm2) 変異体との二重変異体を作製した。crm1 er変異体ではer変異体の細胞数の減少による小花柄の伸長欠損によって、crm1 crm2変異体ではcrm2変異体の花芽の発達と花茎伸長開始遅延による茎頂部での花芽の蓄積によって強調された散房花序様の表現型を示した。この結果、これらの三つの遺伝子は花序形態形成に関して独立の経路で機能していることが示唆された。マッピングとアレリズムテストの結果、crm1変異体の原因遺伝子はBIG遺伝子であることがわかった。BIG遺伝子はカロシン様タンパク質をコードしており、正常なオーキシンの極性輸送に必要である。側根形成能が低下したreduced lateral root formation (rlr) 変異体の中に、big変異体のアリルが複数存在しており、アリル間に表現型の強弱の差があった。そのため、これらの変異体を用いてBIGタンパク質の機能部位の特定を行っている。

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花粉の形成には花粉中で働く遺伝子だけでなく、タペート細胞などの葯壁の細胞で発現する遺伝子の働きも重要である。シロイヌナズナのFLAKY POLLEN1 (FKP1) 遺伝子はメバロン酸経路の酵素HMG-CoAシンターゼをコードする唯一の遺伝子で、その突然変異体はアリルによってポレンコートが欠損したり、花粉管が伸長できなくなったりする表現型を示す。そこで、FKP1のcDNAをタペート細胞特異的プロモーター（SP11）と花粉特異的プロモーター（LAT52）につないでそれぞれ発現させ、どこで発現させたときにどの表現型が回復するかを調べた。その結果、タペート細胞で発現させたときにのみポレンコートの形成が回復した。一方花粉で発現させた場合には花粉管伸長が見られるようになると予想されるので、現在確認の実験を行っている。
SHEPHERD (SHD) は小胞体に局在するHsp90型の分子シャペロンをコードする遺伝子である。shd突然変異体では花粉の表層を構成するエキシン層の構造が異常になり、また花粉管の伸長にも異常が見られる。SHDのcDNAをSP11プロモーターとLAT52プロモーターにそれぞれつないでshd突然変異体に導入したところ、花粉管伸長はLAT52:SHDにより回復したが、エキシンの異常はいずれのプロモーターでも回復しなかった。エキシンの形成にはタペート細胞と花粉の両方でSHDの発現が必要なのかもしれないし、SP11やLAT52よりもっと早い時期での発現が必要なのかもしれない。

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acaulis1（acl1）変異体は、花茎伸長に顕著な異常を示す変異体のスクリーニングにより単離された。 acl1表現型の特徴として花茎が短い他に、葉が縮れ、ロゼットが小さくなり、花茎伸長に応じて花数が減るということがあげられる。acl1表現型はオーキシン、ジベレリン、ブラシノステロイドなどの植物ホルモン投与では回復しないが、高温（28度）で育てると回復することが知られている。acl1変異体の花茎では細胞長が短くなっており、これが花茎の伸長欠損の原因の一つと考えられる。とくに強い表現型を示すacl1-1では孔辺細胞や維管束部分の細胞分化が不十分であった。またacl1変異体では花茎の伸長欠損に伴いカロースの異所的蓄積も観察された。温度によるacl1表現型の回復以外にも、培地にNH₄NO₃を加えることでロゼットが大きくなるなど、部分的にではあるが表現型が回復することもわかった。強い表現型を示すacl1-1, 弱い表現型を示すacl1-3はともに野生型に対して劣性の変異形質である。現在、4番染色体上に存在するACL1遺伝子の同定をマッピングにより行っている。

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B3ドメインは植物に特異的なDNA結合ドメインであり、シロイヌナズナにおいては40個以上の転写制御因子がこのドメインを有している。これらの中には種子貯蔵タンパク質の遺伝子発現に関与する因子ABI3, FUS3, LEC2や、オーキシンのシグナル伝達に関与するARF遺伝子群（MONOPTETOUS等を含む）など、非常に重要な転写制御因子が含まれており、B3ファミリーの遺伝子は植物の発生に多方面から関与していることが予想される。また、ABI3等の解析から、このファミリーが被子植物界において広く保存され、機能していることも示されている。しかし、B3ドメインを有する転写制御因子の多くは未だに解析されておらず、その機能は全く不明なままである。
今回、我々はB3ファミリーの中でもABI3に近縁の遺伝子についてCRES-T法を用いた解析を行った。C末端にリプレッションドメインを融合したB3遺伝子をCaMV35Sプロモーターの制御下で恒常的に発現させたところ、実生において、子葉の融合・SAMの欠損などが観察された。表現型が強い個体はこの時点で致死性を示したため、表現型の弱い個体を用いてさらに観察を行ったところ、ロゼット葉の形態や葉序、花柄、花器官、胚発生や根の伸長などにも変化が見られた。これらのことから、当該遺伝子は植物の発生において多面的な影響を及ぼすような機能を有することが示唆された。現在、当該遺伝子の発現や機能についてさらに詳細な解析を行っている。

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KNOXクラス1遺伝子は茎頂分裂組織の形成に重要な役割を担っている。このクラス1遺伝子と類似した配列を持つクラス2遺伝子が知られているが、突然変異体が得られておらず、過剰発現形質転換体も野生株と形態的に区別できないことから、その機能は未だよくわかっていない。本研究では、遺伝子ターゲティングの容易なヒメツリガネゴケを用いてクラス2遺伝子の機能を明らかにすることを目的とした。
現在までに、1個のクラス2遺伝子（MKN1）が報告されているが、新たにもう1個の遺伝子を単離し、MKN6とした。RT-PCRによる発現解析から、MKN1遺伝子は配偶体世代では発現せず、胞子体でのみ発現することがわかった。MKN1遺伝子のストップコドンの直前に読み枠が合うようにマーカー遺伝子を挿入した形質転換体を作出してその形質転換体のマーカータンパクの局在を調べることでMKN1タンパクの発現を調べたところ、MKN1タンパクは胞子体の胞原組織において発現し、配偶体世代の原糸体、茎葉体では発現していなかった。また、MKN1遺伝子破壊株を作出したところ、その配偶体は野生株と区別がつかなかった。現在、MKN6遺伝子の発現解析、および遺伝子破壊株の作出が進行中であり、あわせて報告する。

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気孔は表皮に存在する2個の孔辺細胞とそれらの隙間の孔から構成される、ガス交換を司る重要な器官であり、その形成メカニズムに興味が持たれる。MC79遺伝子は、孔辺細胞同士がずれた気孔やカプセル型の気孔を生じるシロイヌナズナの変異体の原因遺伝子として単離されたものであり、そのアミノ酸配列から機能未知のleucine rich repeat receptor like kinase(LRR-RLK)をコードしていることが明らかとなっている。
MC79 pro::MC79-GFP融合遺伝子形質転換体の蛍光のパターンより、MC79遺伝子はメリステモイドと呼ばれる分裂能を持つ細胞から孔辺母細胞へと発達する過程で発現していることが示唆された。さらに、MC79の発現は孔辺細胞以外に根の分裂領域の表皮細胞においても観察できた。しかし、MC79変異体が根で表現型を示さないことから、MC79と重複して働く他のLRR-RLKがあるのではないかと考え、MC79と相同なMC79-like Receptor(MCL)の解析も行っており、MC79 MCL 二重破壊変異株を作製した。また、MC79との相互作用因子の探索のためにYeast Two-Hybridスクリーニングを行っており、今回はその候補クローンについても報告する。

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光ストレスや個体の成長による栄養利用の変化が葉の老化に与える影響を調べるために、生育温度（25℃：高温、15℃または10℃：低温）、生育光強度(100 μmol m^-2 s^-1：弱光、1000 μmol m^-2 s^-1：強光) 、栄養供給の有無を組み合わせた条件でミズナラを生育させ、葉の展開終了から100日後までの葉の老化過程における光合成活性等の変化を調べた。光合成活性は、栄養供給下でも低温で生育している個体では低く、栄養供給がない条件では、強光低温で低くなっていた。Fv/Fmは強光低温で低く、強光高温では栄養供給がないと栄養供給下よりも低くなる傾向が見られた。栄養供給がない条件では、光合成能力が低く光ストレスを受けやすくなっていると考えられる。キサントフィル量は、栄養供給下でも強光低温で多く、栄養供給がない条件では強光低温で葉の老化に伴って次第に大きく増加した。キサントフィルの脱エポキシ化の割合は、栄養供給の有無に関わらず、強光低温で葉の展開終了後高い値を保ち続けた。また、栄養供給がない条件では弱光で生育しているにもかかわらず、葉の老化に伴ってキサントフィルの脱エポキシ化の割合は徐々に増加し、葉の展開終了100日後には強光下の個体と同様な値を示した。栄養欠乏条件下ではもともと少ない葉の養分が老化に伴って回収され、さらにストレスを受けやすくなったのではないかと考えられる。

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韓国の国花のムクゲ（Hibiscus syriacus L.）は花の寿命が短く、早朝開花した花は翌日には萎んで落花する。そこで、ムクゲの花の老化機構を明らかにするため、他の植物でこれまでに老化の遅延や促進効果が報告されている様々な薬剤を用いてムクゲの花の老化に及ぼす影響やその原因を調べた。
カーネーションで老化遅延効果が報告されているスクロース、ホウ酸、エタノールなどの処理はムクゲの老化にあまり影響がなかった。しかし、エチレンやエテフォン、ACC処理は、処理時期に関係なく強い老化促進効果を示した。一方、エチレン阻害剤AVGはムクゲに対して強い老化遅延効果を示した。シクロヘキシミド（CHI）、ポリアミン合成阻害剤MGBGおよびテトラアミンのスペルミン（SPM）は、処理時期により効果が異なり、開花前処理では強い老化促進効果があったにもかかわらず、開花後の処理ではその効果の消失あるいは効果の低下が観察された。AVG処理がエチレン生成量を減少させるのに対し、蕾期に処理したCHI、MGBG、SPMは開花前のエチレン生成量を増加させた。また、ムクゲの花は開花前の低濃度エチレン処理でも老化が促進された。さらに、無処理区での開花直前のエチレン発生量とムクゲの花の寿命との間には逆の相関関係が認められた。これらの結果は、開花に至るまでのエチレン生成がムクゲの開花後の老化時期に関係していることを裏付けている。

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植物葉の老化は、クロロフィルが崩壊し、光合成活性が低下することと定義される。一方、このような目に見える変化に先行して起こる葉緑体の変化を、老化の開始と考えることも可能であり、その際に発現する老化関連遺伝子も多数報告されている。しかし、生育が完了した葉が枯死に至るまでの過程やこの期間の葉の役割についての研究は少なく、未解明の点が多く存在する。我々は、シロイヌナズナの本葉の生育・老化過程における葉緑体の観察を経時的に行い、その形態が葉の展開中から枯死に至るまでに大きく変化している事を観察した。展開中のロゼット葉で観察される典型的な円盤型葉緑体は、各々の葉が最大サイズに達した頃を境に、やや波打ったラメラ構造を持つ変形葉緑体に変化し始めた。変形葉緑体は、植物体が種子を付ける8週頃には全ての緑色葉で観察された。電子顕微鏡により、チラコイド膜の配向性が失われ、グラナが緩やかなカール状に変形した微細構造が観察された。この変化は、ひとつの細胞内において葉緑体が同調して進行するというより、すべての細胞内においてランダムに進行して行っているように見えた。クロロフィル含量およびそのa/b比に大きな変化は無かった。葉緑体チラコイド膜の形態変化と老化、環境ストレスなどの生理学的条件との関連についても考察したい。

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クロロフィル分解の初期段階ではフィトールの加水分解に続いてMgの脱離反応が起こる．このステップにはMgデキレーターゼの関与が示唆されているが，その詳細は明らかになっていない．これまでの研究で，我々は人工基質のクロロフィリンを用いて検出されたMg脱離能を持つ植物体内のいくつかの物質のうち，低分子の物質のみがクロロフィルaの異化産物であるクロロフィリドaからのMgの脱離を行うことを明らかにした．また，我々はこの物質をmetal-chelating substance (MCS)と命名し，精製および性質決定を行ってきた．本研究では，イオン交換を新たに導入し，精製法の改良を行い，いくつかの知見が得られたので報告する．入手しやすくMg脱離活性の高いシロザ(Chenopodium album)の葉からアセトンパウダーを作成し，イオン交換，ゲルろ過を主体としたカラムクロマトグラフィーによりMCSの精製を行った．その結果，収率37%，395倍に精製された．MALDI TOF-MSを用いた質量の決定を行うとともに，構造解析のために大量精製と結晶化を試みた．

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哺乳動物において、IAP (inhibitor of apoptosis protein) は、機能ドメインBIRをもち，カスパーゼと結合してその活性を阻害することによりアポトーシス抑制因子として機能する。BIRはアポトーシス抑制に必須であり，カスパーゼとの結合に関与する．これまでIAPの植物ホモログは同定されていないが，IAPを植物で異所発現させると感染シグナル誘導性プログラム細胞死が抑制されることから、植物にIAPの機能ホモログが存在する可能性が示唆される．そこで遠縁の相同遺伝子の検索に有効なHMMER法を用いて，BIRと類似の配列をコードするシロイヌナズナ遺伝子を探索したところ，BLD (BIR-like domain)をコードする2種の新奇IAPホモログAtILP1/2 (IAP-like proteins)を発見した．AtILPsのヒトホモログHsILP1は，ヒト培養細胞においてアポトーシス抑制活性を示した(Higashi et al., 2005)ことから，我々はAtILPsが植物のプログラム細胞死制御に関与する可能性の検証を試みている。本研究では、タバコ培養細胞BY-2を用いて感染シグナル（エリシター）誘導性プログラム細胞死(Kadota et al., 2004)におけるAtILPの機能を解析した結果について報告する。

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タバコ種間F₁雑種（Nicotiana gossei x N. tabacum）幼苗は下胚軸に始まる細胞死が全身に拡大して致死する。雑種培養細胞を用いたこれまでの研究で、液胞崩壊が細胞死に重要な役割を果たすことが分かっている。そこで、幼苗致死での液胞の役割を知るため、電子顕微鏡観察をおこなった。発芽1日目（1DAG）の幼苗の下胚軸基部の表皮細胞では、液胞膜上に瘤状構造の形成、細胞質での多数の小胞形成、そして液胞膜の部分的崩壊などの異常が観察された。これらの異常は、2DAG以降は柔組織細胞へと拡大し、3DAGでは大多数の細胞の液胞膜が崩壊し、また原形質分離を起こすとともに葉緑体膜が失われた細胞も出現した。しかし、雑種致死発現を抑制する37℃で育てた雑種幼苗とN. tabacumの幼苗にはこれらの異常は観察されなかったので、液胞膜におこる形態的特徴は雑種の細胞死と密接に関連しているものと考えられた。液胞崩壊による細胞死に重要な役割をもつVPE (vacuolar processing enzyme)活性は26℃で致死が進行する幼苗において、37℃やシクロヘキシミド処理により致死が抑制された幼苗よりも高かった。また、Caspase-1の特異的阻害剤であるAc-YVAD-CHOで雑種幼苗を処理すると細胞死が強く抑制された。

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タバコ種間F₁雑種、Nicotiana tabacum x N. africanaとN. gossei x N. tabacumは共に幼苗期に致死する。前者は後者よりも致死の進行が早いため、細胞死発現機構が両者で違うと考えられた。そこで、双方の培養細胞系（TAH5: tabacum/africana, GTH4: gossei/tabacum）を確立し、比較した。両細胞とも37℃での生存率は高いが、26℃では致死した。しかし、その速度はTAH5がGTH4よりも早く、幼苗での致死進行速度を反映していた。 26℃では両者ともオキシダティブバーストを起こすが、TAH5ではO₂^-がより強く発生し、GTH4ではH₂O₂が発生した。NADPH oxidaseの阻害剤であるDPIはTAH5の致死を抑制したがGTH4には充分な効果が見られなかった。他方、catalaseはGTH4の致死抑制には効果があったが、TAH5には効果がなかった。タンパク質リン酸化／脱リン酸化の阻害剤、Caイオンチャネルの阻害剤による実験から、TAH5はCaイオンが介在する、GTH4ではタンパク質リン酸化反応が介在するシグナル伝達系がそれぞれに主要な役割を果たすことが分かった。このことから、雑種致死は種により異なるシグナル伝達系を利用し、個別の致死パターンを形成すると考えられた。

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タバコ種間F₁雑種（Nicotiana gossei x N. tabacum）下胚軸由来の培養細胞（GTH4）は37℃で増殖し、26℃で致死する。細胞を26℃に移すとH₂0₂の一過的増大、SIPK(salicylic acid induced protein kinase)活性化がおこるが、これらはMEKの阻害剤であるU0126処理で抑制され、また細胞死の進行も遅れる。以上の事は、雑種致死にMAPKシグナル伝達系が関与することを示している。雑種致死におけるMAPKの役割をさらに特定するため、デキサメタゾン（DEX）誘導型のMEK活性型変異体(NtMEK2^DD)と不活性型変異体(NtMEK2^KR)のタバコを花粉親とし、これらをN. gosseiと交雑してF₁雑種を作出し、さらにそこから培養細胞を得た（GTH^DD、GTH^KR）。対照区において両細胞はGTH4同様37℃で高い生存率を維持するが、26℃で致死する。他方、DEX処理すると細胞死はGTH^DDでは進行したが、GTH^KRでは抑制された。NtMEK2^KRが過剰生産されたことによりMAPKのシグナル伝達がかく乱され、細胞死が抑制されたものと考えられた。

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アサはアサ科に属する一年生草本で、本植物の葉や未熟果穂を乾燥したものは大麻と称され、鎮痛・幻覚薬として使用されてきた。本研究ではアサの幻覚物質であるTHCAが細胞死を誘導することを明確にした。
アサの未熟葉や成熟葉を蛍光顕微鏡で観察すると、淡青色の蛍光を示す分泌腺が認められるが、老化により黄変した葉では、この蛍光物質が葉の組織内に拡散していることが判明した。極めて興味深いことに蛍光物質と老化組織の分布は良く一致することから、この蛍光物質がアサの老化に関与することが推定された。そこで、この分泌腺を分離し、その内容物の成分検索を行った結果、CBCA及びTHCAが確認された。アサの培養細胞を用いて、両化合物の活性を調べたところ、いずれも50 Mの濃度で、アポトーシス様の細胞死を誘導することが確認された。THCAやCBCAが誘導するアポトーシスは、ascorbic acidや各種caspase阻害剤によって全く阻害されないことから、過酸化水素やcaspase様プロテアーゼとは無関係に細胞死が誘導されると考えられた。
これらの結果は、THCA及びCBCAがアサにおいて細胞死の誘導因子として機能していることを示唆している。近年の研究により、植物の細胞死は、動物と同様caspase様プロテアーゼが関与することが報告されているが、両化合物は異なった経路で細胞死を誘導すると思われる。

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植物細胞では分化全能性が知られているが、単細胞から効率良く固体再生するのは数種の植物に限られ、その全容は未解明である。ナタネ葉肉プロトプラストを培養すると肥大化し分裂・増殖せず、老化が進み死に至る。私たちは、肥大化したナタネ葉肉プロトプラストがアポトーシス様プログラム細胞死（PCD）を起こしていることを発見した（Watanabe et al., 2002）。
私たちはこのPCDと考えられる過程において、まず活性酸素種(ROS)・一酸化窒素(NO)のシグナルとしての関与に注目して解析を行った。過酸化水素はプロトプラスト単離酵素によって速やかに消去されたので、プロトプラスト単離時に細胞外に放出されるROSは過酸化脂質であることが示唆された。蛍光プローブを用いた細胞染色を行ったところ、過酸化水素とNOには細胞内での発生部位に顕著な違いがあり、過酸化水素の発生は葉緑体で観察され、一方、NOの発生は細胞質で観察された。また、暗下でプロトプラストを単離すると、細胞内における過酸化水素とNOの蛍光強度は明下に比べて共に低い傾向が見られた。核DNAの断片化を引き起こすエンドヌクレアーゼをアクティブゲル法で検出した。その活性はCa,Mg,Mnの存在下で活性化され、EDTA,Znの存在下では阻害された。

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核小体ヌクレオリンはpre-rRNAの転写、プロセシングと修飾、核内でのリボソーム集合などリボソーム形成の様々なステップで制御因子として働き、動物や酵母ではその遺伝子発現は細胞増殖と強くリンクしている。シロイヌナズナはAtNucl.-1とAtNucl.-2の2つのヌクレオリン遺伝子を持つ。私たちは先に、AtNucl.-1の発現は糖によって多数のリボソームタンパク質 (RP)、snoRNP遺伝子などと共に強く誘導され、その遺伝子破壊はpre-rRNAプロセシング効率の低下を起こすことを示した。AtNucl.-1破壊株は、野生型株に比べて生育が遅い代わりに長寿であり、pointed-first leaf, short valve などの形態異常に加え、RP遺伝子の糖応答性発現の低下などの表現型を示し、それらはリボソーム形成能低下に起因すると推定された。AtNucl.-1と異なり、AtNucl.-2 mRNAはつぼみ以外ではほとんど検出されず、AtNucl.-2破壊株に生育や形態の異常は見られなかった。しかし、両遺伝子破壊株の交配によって得られた多数の種子を解析したところ、二重破壊株の遺伝子型を持つ種子は得られず胚性致死になると考えられる。酵母では、ヌクレオリンの欠損は成長速度を低下させ、低温感受性を高めるが生育に必須ではない。しかし、シロイヌナズナの生育にヌクレオリンは必須と考えられる。

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植物の先端成長は遺伝・環境要因によって大きく変化し、その結果は細胞増殖と体積増大（体積成長）の違いとして現れる。この2つの側面はそれぞれ様々な要素から成り立っている上に、相互の影響下にもある。先端成長に与える遺伝・環境要因の効果の本質を捉えるためには、この複合的な関係を解体し定量的に分析する必要がある。我々は細胞増殖と成長とを関連づける数理モデルを考案し、これと従来の細胞動力学的方法とを組み合わせた解析がこの問題に対して有効であることを示してきた。今回は環境要因の一つとして生育温度を取り上げ、28℃、22℃、16℃の3条件で育成したシロイヌナズナの根端成長を、数理モデルを組み込んだ細胞動力学的方法によって比較解析した。22℃と28℃では成長の空間パターン、比コスト係数ともに顕著な違いを示さなかった（「比コスト係数」は数理モデル解析によって算出されるパラメータであり、細胞増殖、体積成長、器官維持の各側面の相対的効率を反映する）。一方、16℃では22℃、28℃と比べて細胞増殖率と体積増大速度が著しく低下しており、細胞増殖域と成長域両方の狭小化が認められた。また、細胞増殖と体積成長の比コスト係数が大きく変化していることも分かった。これらの結果は、低温条件下では体積成長および細胞増殖の効率の低下により根端成長が抑制されることを示唆している。

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ブラシノステロイド(BR)は 植物の生長に関わる植物ホルモンである。BRで誘導される遺伝子ではキシログルカン転移酵素遺伝子(XTH)のファミリーが知られている。XTHは細胞壁の再構築を介して植物の生長を制御するが、BRとの関係は不明である。本研究は、BR応答遺伝子の探索を通し、植物生長、特にXTH遺伝子の発現を制御する遺伝子を同定すること目的としている。我々はDNAマイクロアレイ解析およびMPSS（Massively parallel signature sequencing）により、シロイヌナズナのBR応答遺伝子を網羅的に探索し、ノックダウンにより矮化を引き起こす新規の遺伝子、Brassinosteroid Responsive Ring Finger Protein, BRR1を同定した。独立した2系統のノックダウン植物において siRNAの生成、内在BRR1の発現抑制を介した矮化が見られたことから、BRR1が植物の生長を制御していることがわかった。現在、ノックダウン植物の芽生えを用いたDNAマイクロアレイ解析を行い、野生株に対して変動があった遺伝子、BRに発現応答する遺伝子の代謝パスウェイ解析等を行っている。
本研究の一部は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構より委託を受けて「植物の物質生産プロセス制御基盤技術開発」プロジェクトの一環として実施したものである。

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イネの草丈は、倒伏特性およびバイオマスに直接影響するため、農業上最も重要な形質の一つである。これまでの多くの研究により、草丈を規定する量的形質遺伝子座が複数の染色体上に検出されている。このように、草丈は多くの要因により決定されることが予想される。さらに、草丈を制御する因子は生育ステージによって異なることも予想される。そこで、生育ステージを通じて、イネの草丈を制御する遺伝学的な制御機構を網羅的に解析した。
コシヒカリとカサラスの染色体部分置換系統群（CSSLs）を用い、イネの栄養生長期を7つのステージに分け、それぞれの生長速度を決定する染色体領域（Chromosome Region Affecting Traits：CRATs）を解析した。その結果、CRATsは第1，2，6，7，8，9，12番染色体に検出された。さらにこれらのCRATsの作用は、生育ステージにより異なっていた。ユークリッド距離を用いた群平均法によりクラスター分析を行った結果、各生育ステージに作用するCSSLsをクラスタリングすることができた。これらの結果から、イネの草丈は、各生育ステージにおけるCRATsの網羅的な作用による複雑な制御機構により決定されると考えられた。

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MDRサブファミリーに属するいくつかのABCトランスポーターは、オーキシン輸送に関わる事が示されてきた。最近、我々の研究グループはAtPGP1がオーキシン排出能を持つ事を明らかにした^{1, 2}。 本研究では、このアイソフォームであるAtPGP4の解析を行い、以下に示す結果を得た。●AtPGP4が根形成の初期段階において強く発現する事。●atpgp4変異体において、オーキシンによってコントロールされる事が知られている側根や根毛形成が促進された事。●atpgp4変異体において、オーキシンやオーキシン阻害剤であるNPAに対する感受性が変化した事。●atpgp4変異体において、オーキシン濃度が上昇し、オーキシン取り込み能が低下した事。以上の事から、AtPGP4がオーキシン輸送、および側根や根毛形成に関わる事を明らかにした³。
1, Geisler M et al. (2003) Mol. Biol. Cell 14: 4238-4249
2, Geisler M et al. (2005) P. Journal 44: 179-194
3, Santelia D et al. (2005) FEBS Lett. 579: 5399-5406

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最近の研究から、サイトカイニン（CK）は、必要部位で合成される局所シグナルとしての役割に加え、維管束系を介して輸送される長距離シグナルとしての役割をも担うことが明らかになり、両者が協調的に働くことで植物個体全体として統制のとれた形態形成や代謝制御がなされていると考えられている。我々は、CKの主要な輸送形態であるヌクレオシド型CKの輸送体の同定を目指し、イネの4種類の平衡型ヌクレオシド輸送体（OsENT）の輸送特性を、酵母発現系を利用して検討した。その結果、OsENT2が、アデノシンやウリジンなどのヌクレオシドを輸送する傍ら、ヌクレオシド型CKであるイソペンテニルアデニンリボシド（K_m=32 uM）やトランスゼアチンリボシド（Km_m=630 uM）を輸送することを明らかにした（Plant Physiol., 2005, 138, 196-206）。OsENT2遺伝子のプロモーター制御下でGUSを発現する形質転換体を観察したところ、発芽初期においては胚盤で、また植物体全体を通して維管束組織でGUSの染色が認められた。このことから、OsENT2は胚乳から胚へのヌクレオシドの取り込みや長距離輸送に関与していると推測された。現在我々は、OsENT2遺伝子についてレトロトランスポゾンTos17の挿入系統やRNAiによる発現抑制体を用いて表現型解析を行っている。それらの結果をもとに、OsENT2の生理的役割について考察する。

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