Microarray Analysis of Sink-Source Transition in Rice Leaf Sheaths
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概要
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In rice (Oryza sativa L.) plants, the leaf sheaths of the upper leaves accumulate a large amount of starch before heading, and the accumulated starch is converted to sucrose and translocated to the panicles after heading. To analyze the regulation of sink-source transition, we carried out large-scale monitoring of gene expression by microarray analysis using 8987 rice expressed sequence tags (ESTs), and identified 102 developmentally regulated genes in the leaf sheaths of the first leaves below the flag leaves during the heading period. Identified genes included multiple genes related to starch biosynthesis, cell division and expansion, and photosynthesis. All of them showed early stage-preferential expression, probably reflecting the decrease of starch biosynthesis, end of elongation and decrease of photosynthesis in the leaf sheaths during the heading period, respectively. The expression patterns of the genes for starch biosynthesis enzymes and α-tubulin suggest that the leaf sheaths displayed both accumulating- and consuming-sink functions at the very early stage of the heading period. Northern blot analysis of the genes for starch degradation and sucrose biosynthesis enzymes (α-amylase3D and sucrose phosphate synthase) revealed that the induction of the genes did not occur when the starch amount began to decrease, suggesting that the mechanisms of starch degradation and sucrose re-synthesis in the leaf sheaths during the heading period were different from those in germinating seeds. Furthermore, we identified 18 developmentally regulated genes whose functions in the leaf sheaths are unknown. They included seven genes those were preferentially expressed in the bottom part of the leaf sheaths, implying that they were involved in functions related to the starch metabolism. The results obtained showed the effectiveness of the microarray technique to analyze complex and uncharacterized phenomena.
- 日本育種学会の論文
著者
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佐々木 卓治
農業生物資源研究所
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佐々木 卓治
名大・農・食工化
-
佐々木 卓治
生物研
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佐々木 卓治
農業生物資源研究所 ゲノム構造研究室
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佐々木 卓治
独立行政法人 農業生物資源研究所・植物生命科学研究所
-
佐々木 卓治
生物資源研
-
佐々木 卓治
(独)農業生物資源研究所
-
Yazaki Junshi
Department Of Molecular Genetics National Institute Of Agrobiological Sciences
-
佐々木 朋子
農林水産省 農業研究センター
-
KISHIMOTO Naoki
Department of Molecular Genetics, National Institute of Agrobiological Sciences
-
KIKUCHI Shoshi
Department of Molecular Genetics, National Institute of Agrobiological Sciences
-
Kikuchi S
Department Of Molecular Genetics National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Kikuchi Shousi
Department Of Molecular Genetics National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Kikuchi Shoshi
Natl.inst.agrobiological Resources
-
佐々木 卓治
名大・農・食品物化
-
Sasaki T
National Inst. Agrobiogical Sci. (nias) Ibaraki Jpn
-
Sasaki T
Nias
-
Sasaki T
Department Of Molecular Genetics National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Sasaki Takuji
Department Of Molecular Genetics National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Sasaki Takuji
Department Of Food Science And Technology School Of Agriculture Nagoya University
-
Sasaki T
Laboratory Of Physical Chemistry Department Of Food Science And Technology School Of Agriculture Nag
-
Yamamoto Kimiko
Staff Institute
-
Kikuchi Shoshi
Department Of Molecular Genetics National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Komatsu Setsuko
NIAR
-
KIKUCHI Shousi
National Institute of Agribiological Resources
-
SAKATA Katsumi
Department of Genome Research, National Institute of Agrobiological Sciences
-
Koike S
National Agricultural Research Center For Tohoku Region
-
Kishimoto N
Department Of Molecular Genetics National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Kishimoto N
Nanomaterials Laboratory National Institute For Materials Science
-
Kishimoto Naoki
Department Of Chemistry Graduate School Of Science Tohoku University
-
Ishimaru Ken
Department of Plant Physiology, National Institute of Agrobiological Resources
-
Sasaki T
Rice Genome Program (rgp) National Institute Of Agrobiological Resources (niar)
-
KOIKE Setsuo
Tohoku Natl. Agri. Exp. St.
-
Yazaki Junshi
Graduate School Of Science And Technology Niigata University
-
Sakata Katsumi
Nias
-
Shinbo Kanako
Staff Institute
-
Ishimaru Ken
Department Of Plant Physiology National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Fujii Fumiko
Staff Institute
-
TAKAHASHI Sakiko
Department of Plant Physiology, National Institute of Agrobiological Resources
-
Fujii Fumiko
Institute of the Society for Techno-innovation of Agricultural, Forestry and Fisheries
-
Shimbo Kanako
Institute of the Society for Techno-innovation of Agricultural, Forestry and Fisheries
-
Yamamoto Kimiko
Institute of the Society for Techno-innovation of Agricultural, Forestry and Fisheries
-
佐々木 卓治
農水省生物研・rgp
-
Ishimaru Ken
Department Of Plant Physiology National Institute Of Agrobiological Resources
-
Sasaki Takuji
Department Of Food Science And Technology Faculty Of Agriculture Nagoya University
-
Sasaki Takuji
National Institute Of Agrobiological Sciences(nias)
-
Sasaki Takuji
Institute Of The Society For Techno-innovation Of Agriculture Forestry And Fisheries
-
Takahashi Sakiko
Department Of Plant Physiology National Institute Of Agrobiological Sciences
-
佐々木 卓治
National Institute Of Agrobiological Sciences
-
Ishimaru Ken
Department of Plant Physiology, National Institute of Agrobiological Sciences
-
Yazaki Junshi
Department of Molecular Genetics, National Institute of Agrobiological Sciences
-
KIKUCHI Shoshi
Department of Cell Biology, National Institute of Agrobiological Resources
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