解説

花の形づくりを決める遺伝子ネットワーク
シロイヌナズナ花研究のこれまでとこれから

Vol.55 No.9 Page. 602 - 610 (published date : 2017年8月20日)
角谷 侑香1, 山口 暢俊1, 伊藤 寿朗1
  1. 奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科
vol55_9

 

概要原稿

1991年に遺伝学的な解析によって，がく，花びら，おしべ，めしべという4つの花器官は3つのクラスの遺伝子の組み合わせ「ABCモデル」によってつくられることが報告された．その後の研究により，これらの3つのABC遺伝子がどの組み合わせではたらくのかを決める分子的なメカニズムが明らかになっている．さらにABC遺伝子がはたらき始めるための上流の仕組み，およびABC遺伝子が制御する多種多様なイベントと複雑な下流のネットワークの一端もわかってきた．この解説では，近年の研究から見えてきたABC遺伝子が花をつくるための仕組みと順序，およびそこから見えてきた今後の課題を述べる．

リファレンス

  1. 1) J. L. Bowman, D. R. Smyth & E. M. Meyerowitz: Development, 112, 1 (1991).
  2. 2) E. S. Coen & E. M. Meyerowitz: Nature, 353, 31 (1991).
  3. 3) Y. Mizukami & H. Ma: Cell, 71, 119 (1992).
  4. 4) T. Jack, G. L. Fox & E. M. Meyerowitz: Cell, 76, 703 (1994).
  5. 5) B. A. Krizek & E. M. Meyerowitz: Development, 122, 11 (1996).
  6. 6) M. F. Yanofsky, H. Ma, J. L. Bowman, G. N. Drews, K. A. Feldmann & E. M. Meyerowitz: Nature, 346, 35 (1990).
  7. 7) T. Jack, L. L. Brockman & E. M. Meyerowitz: Cell, 68, 683 (1992).
  8. 8) K. Goto & E. M. Meyerowitz: Genes Dev., 8, 1548 (1994).
  9. 9) M. A. Mandel, C. Gustafson-Brown, B. Savidge & M. F. Yanofsky: Nature, 360, 273 (1992).
  10. 10) The Arabidopsis Genome Initiative: Nature, 408, 796 (2000).
  11. 11) J. M. Alonso, A. N. Stepanova, T. J. Leisse, C. J. Kim, H. Chen, P. Shinn, D. K. Stevenson, J. Zimmerman, P. Barajas, R. Cheuk et al.: Science, 301, 653 (2003).
  12. 12) S. Pelaz, G. S. Ditta, E. Baumann, E. Wisman & M. F. Yanofsky: Nature, 405, 200 (2000).
  13. 13) G. Ditta, A. Pinyopich, P. Robles, S. Pelaz & M. F. Yanofsky: Curr. Biol., 14, 1935 (2004).
  14. 14) G. Theissen & H. Saedler: Nature, 409, 469 (2001).
  15. 15) G. Theissen: Curr. Opin. Plant Biol., 4, 75 (2001).
  16. 16) K. Kaufmann, J. M. Muino, R. Jauregui, C. A. Airoldi, C. Smaczniak, P. Krajewski & G. C. Angenent: PLoS Biol., 7, e1000090 (2009).
  17. 17) K. Kaufmann, F. Wellmer, J. M. Muino, T. Ferrier, S. E. Wuest, V. Kumar, A. Serrano-Mislata, F. Madueno, P. Krajewski, E. M. Meyerowitz et al.: Science, 328, 85 (2010).
  18. 18) C. Smaczniak, R. G. Immink, J. M. Muino, R. Blanvillain, M. Busscher, J. Busscher-Lange, Q. D. Dinh, S. Liu, A. H. Westphal, S. Boeren et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 1560 (2012).
  19. 19) V. V. Sridhar, A. Surendrarao & Z. Liu: Development, 133, 3159 (2006).
  20. 20) V. Gregis, A. Sessa, L. Colombo & M. M. Kater: Plant Cell, 18, 1373 (2006).
  21. 21) V. Gregis, A. Sessa, C. Dorca-Fornell & M. M. Kater: Plant J., 60, 626 (2009).
  22. 22) X. Bao, R. G. Franks, J. Z. Levin & Z. Liu: Plant Cell, 16, 1478 (2004).
  23. 23) C. Gustafson-Brown, B. Savidge & M. F. Yanofsky: Cell, 76, 131 (1994).
  24. 24) X. Chen: Science, 303, 2022 (2004).
  25. 25) M. J. Aukerman & H. Sakai: Plant Cell, 15, 2730 (2003).
  26. 26) H. Wollmann, E. Mica, M. Todesco, J. A. Long & D. Weigel: Development, 137, 3633 (2010).
  27. 27) N. T. Krogan, K. Hogan & J. A. Long: Development, 139, 4180 (2012).
  28. 28) T. T. Dinh, T. Girke, X. Liu, L. Yant, M. Schmid & X. Chen: Development, 139, 1978 (2012).
  29. 29) B. Grigorova, C. Mara, C. Hollender, P. Sijacic, X. Chen & Z. Liu: Development, 138, 2451 (2011).
  30. 30) D. S. O'Maoileidigh, E. Graciet & F. Wellmer: New Phytol., 201, 16 (2013).
  31. 31) B. Sun & T. Ito: Front. Plant Sci., 6, 17 (2015).
  32. 32) D. Weigel, J. Alvarez, D. R. Smyth, M. F. Yanofsky & E. M. Meyerowitz: Cell, 69, 843 (1992).
  33. 33) C. Hames, D. Ptchelkine, C. Grimm, E. Thevenon, E. Moyroud, F. Gerard, J. L. Martiel, R. Benlloch, F. Parcy & C. W. Muller: EMBO J., 27, 2628 (2008).
  34. 34) C. Liu, H. Chen, H. L. Er, H. M. Soo, P. P. Kumar, J. H. Han, Y. C. Liou & H. Yu: Development, 135, 1481 (2008).
  35. 35) N. Yamaguchi, M. F. Wu, C. M. Winter, M. C. Berns, S. Nole-Wilson, A. Yamaguchi, G. Coupland, B. A. Krizek & D. Wagner: Dev. Cell, 24, 271 (2013).
  36. 36) F. Parcy, O. Nilsson, M. A. Busch, I. Lee & D. Weigel: Nature, 395, 561 (1998).
  37. 37) D. Wagner, R. W. Sablowski & E. M. Meyerowitz: Science, 285, 582 (1999).
  38. 38) D. Wagner, F. Wellmer, K. Dilks, D. William, M. R. Smith, P. P. Kumar, J. L. Riechmann, A. J. Greenland & E. M. Meyerowitz: Plant J., 39, 273 (2004).
  39. 39) R. Benlloch, M. C. Kim, C. Sayou, E. Thevenon, F. Parcy & O. Nilsson: Plant J., 67, 1094 (2011).
  40. 40) C. M. Winter, R. S. Austin, S. Blanvillain-Baufume, M. A. Reback, M. Monniaux, M. F. Wu, Y. Sang, A. Yamaguchi, N. Yamaguchi, J. E. Parker et al.: Dev. Cell, 20, 430 (2011).
  41. 41) E. Moyroud, E. G. Minguet, F. Ott, L. Yant, D. Pose, M. Monniaux, S. Blanchet, O. Bastien, E. Thevenon, D. Weigel et al.: Plant Cell, 23, 1293 (2011).
  42. 42) C. Sayou, M. Monniaux, M. H. Nanao, E. Moyroud, S. F. Brockington, E. Thevenon, H. Chahtane, N. Warthmann, M. Melkonian, Y. Zhang et al.: Science, 343, 645 (2014).
  43. 43) J. O. Brunkard, A. M. Runkel & P. C. Zambryski: Science, 347, 621 (2015).
  44. 44) D. A. William, Y. Su, M. R. Smith, M. Lu, D. A. Baldwin & D. Wagner: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101, 1775 (2004).
  45. 45) L. A. Saddic, B. Huvermann, S. Bezhani, Y. Su, C. M. Winter, C. S. Kwon, R. P. Collum & D. Wagner: Development, 133, 1673 (2006).
  46. 46) J. J. Pastore, A. Limpuangthip, N. Yamaguchi, M. F. Wu, Y. Sang, S. K. Han, L. Malaspina, N. Chavdaroff, A. Yamaguchi & D. Wagner: Development, 138, 3189 (2011).
  47. 47) N. Yamaguchi, C. M. Winter, M. F. Wu, Y. Kanno, A. Yamaguchi, M. Seo & D. Wagner: Science, 344, 638 (2014).
  48. 48) I. Lee, D. S. Wolfe, O. Nilsson & D. Weigel: Curr. Biol., 7, 95 (1997).
  49. 49) D. Wagner & E. M. Meyerowitz: Curr. Biol., 12, 85 (2002).
  50. 50) J. Goodrich, P. Puangsomlee, M. Martin, D. Long, E. M. Meyerowitz & G. Coupland: Nature, 386, 44 (1997).
  51. 51) J. Xiao & D. Wagner: Curr. Opin. Plant Biol., 23, 15 (2015).
  52. 52) M. F. Wu, Y. Sang, S. Bezhani, N. Yamaguchi, S. K. Han, Z. Li, Y. Su, T. L. Slewinski & D. Wagner: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 3576 (2012).
  53. 53) E. Chae, Q. Tan, T. A. Hill & V. F. Irish: Development, 135, 1235 (2008).
  54. 54) D. Zhao, Q. Yu, M. Chen & H. Ma: Development, 128, 2735 (2001).
  55. 55) M. A. Busch, K. Bomblies & D. Weigel: Science, 285, 585 (1999).
  56. 56) M. Lenhard, A. Bohnert, G. Jurgens & T. Laux: Cell, 105, 805 (2001).
  57. 57) J. U. Lohmann, R. L. Hong, M. Hobe, M. A. Busch, F. Parcy, R. Simon & D. Weigel: Cell, 105, 793 (2001).
  58. 58) K. F. Mayer, H. Schoof, A. Haecker, M. Lenhard, G. Jurgens & T. Laux: Cell, 95, 805 (1998).
  59. 59) M. F. Yanofsky, H. Ma, J. L. Bowman, G. N. Drews, K. A. Feldmann & E. M. Meyerowitz: Nature, 346, 35 (1990).
  60. 60) X. Wu, J. R. Dinneny, K. M. Crawford, Y. Rhee, V. Citovsky, P. C. Zambryski & D. Weigel: Development, 130, 3735 (2003).
  61. 61) R. K. Yadav, M. Perales, J. Gruel, T. Girke, H. Jonsson & G. V. Reddy: Genes Dev., 25, 2025 (2011).
  62. 62) A. T. Maier, S. Stehling-Sun, H. Wollmann, M. Demar, R. L. Hong, S. Haubeiss, D. Weigel & J. U. Lohmann: Development, 136, 1613 (2009).
  63. 63) P. Shore & A. D. Scharrocks: Eur. J. Biochem., 229, 1 (1995).
  64. 64) B. L. Black & E. N. Olson: Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 14, 167 (1998).
  65. 65) S. Puranik, S. Acajjaoui, S. Conn, L. Costa, V. Conn, A. Vial, R. Marcellin, R. Melzer, E. Brown, D. Hart et al.: Plant Cell, 26, 3603 (2014).
  66. 66) M. Egea-Cortines, H. Saedler & H. Sommer: EMBO J., 18, 5370 (1999).
  67. 67) H. Y. Fan, Y. Hu, M. Tudor & H. Ma: Plant J., 12, 999 (1997).
  68. 68) T. Honma & K. Goto: Nature, 409, 525 (2001).
  69. 69) R. G. Immink, I. A. Tonaco, S. de Folter, A. Shchennikova, A. D. van Dijk, J. Busscher-Lange, J. W. Borst & G. C. Angenent: Genome Biol., 10, R24 (2009).
  70. 70) D. Wagner & E. M. Meyerowitz: Curr. Biol., 12, 85 (2002).
  71. 71) J. Ogas, S. Kaufmann, J. Henderson & C. Somerville: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 13839 (1999).
  72. 72) F. Lu, X. Cui, S. Zhang, T. Jenuwein & X. Cao: Nat. Genet., 43, 715 (2011).
  73. 73) X. Cui, F. Lu, Q. Qiu, B. Zhou, L. Gu, S. Zhang, Y. Kang, X. Cui, X. Ma, Q. Yao et al.: Nat. Genet., 48, 694 (2016).
  74. 74) R. W. Sablowski & E. M. Meyerowitz: Cell, 92, 93 (1998).
  75. 75) T. Ito, F. Wellmer, H. Yu, P. Das, N. Ito, M. Alves-Ferreira, J. L. Riechmann & E. M. Meyerowitz: Nature, 430, 356 (2004).
  76. 76) T. Ito, K. H. Ng, T. S. Lim, H. Yu & E. M. Meyerowitz: Plant Cell, 19, 3516 (2007).
  77. 77) C. D. Mara & V. F. Irish: Plant Physiol., 147, 707 (2008).
  78. 78) C. D. Mara, T. Huang & V. F. Irish: Plant Cell, 22, 690 (2010).
  79. 79) L. Yant, J. Mathieu, T. T. Dinh, F. Ott, C. Lanz, H. Wollmann, X. Chen & M. Schmid: Plant Cell, 22, 2156 (2010).
  80. 80) S. E. Wuest, D. S. O’Maoileidigh, L. Rae, K. Kwasniewska, A. Raganelli, K. Hanczaryk, A. J. Lohan, B. Loftus, E. Graciet & F. Wellmer: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 13452 (2012).
  81. 81) C. Liu, Z. W. Teo, Y. Bi, S. Song, W. Xi, X. Yang, Z. Yin & H. Yu: Dev. Cell, 24, 612 (2013).
  82. 82) C. M. Winter, N. Yamguchi, M. F. Wu & D. Wagner: Physiol. Plant., 155, 55 (2015).
  83. 83) Y. Han, H. Yang & Y. Jiao: Front. Plant Sci., 5, 669 (2014).
  84. 84) D. S. O’Maoileidigh, S. E. Wuest, L. Rae, A. Raganelli, P. T. Ryan, K. Kwasniewska, P. Das, A. J. Lohan, B. Loftus, E. Graciet et al.: Plant Cell, 25, 2482 (2013).
  85. 85) X. Liu, T. T. Dinh, D. Li, B. Shi, Y. Li, X. Cao, L. Guo, Y. Pan, Y. Jiao & X. Chen: Plant J., 80, 629 (2014).
  86. 86) Z. Huang, T. Shi, B. Zheng, R. E. Yumul, X. Liu, C. You, Z. Gao, L. Xiao & X. Chen: New Phytol., DOI: 10.1111/nph.14151 (2016).
  87. 87) C. Gomez-Mena, S. de Folter, M. M. Costa, G. C. Angenent & R. Sablowski: Development, 132, 429 (2005).
  88. 88) B. Sun, Y. Xu, K. H. Ng & T. Ito: Genes Dev., 23, 1791 (2009).
  89. 89) B. Sun, L. S. Looi, S. Guo, Z. He, E. S. Gan, J. Huang, Y. Xu, W. Y. Wee & T. Ito: Science, 343, 1248559 (2014).


本文はトップページからログインをして頂くと表示されます。