イネ花器官決定に関する分子遺伝学的解析

• Project/Area Number: 00J09853
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山口 貴大 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2000 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2000: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: イネ / 心皮 / 中肋 / DROOPING LEAF / YABBY遺伝子 / ABCモデル / MADS-box遺伝子 / 花器官決定

Research Abstract

これまでの研究により,花の雌ずいが雄ずいに転換し,葉の中肋が発達しないイネのdrooping leaf(dl)変異体の原因遺伝子をmap-based cloning法により単離し,DL遺伝子がYABBYファミリータンパク質をコードし,花の心皮と葉の中央部で特異的に発現することを明らかにした.本年度は,まず初めに,形質転換の手法を用いてDL遺伝子の機能解析をおこなった.野生型のイネの葉では,中肋部は葉の中央部に限定されている.DL遺伝子をイネのアクチンプロモーターに結合した組み換えDNAをイネに形質転換した個体では,中肋が形成される領域が葉の側部にまで拡大した.このことからDL遺伝子は中肋形成を促進する機能を持つことが明らかになった.この形質転換個体は栄養生長期に致死性を示した.花器官決定機構におけるDL遺伝子の機能解析のために,花特異的にDL遺伝子を異所的に発現する個体を形質転換の手法により作製している.次に,花器官決定機構において重要な機能を持つABC遺伝子といわれるMADS-box遺伝子群とDL遺伝子との遺伝的相互関係を解析した.イネのクラスB遺伝子に変異が起きたsuperwoman1(spw1)変異体,ならびにSPW1遺伝子を恒常的に発現させた個体,そしてdl変異体において,ABC遺伝子とDLの発現パターンをin situ hybridizationの手法により解析した.その結果,DLとクラスB遺伝子は相互に負に制御しあうことが明らかになった.またDLはクラスC遺伝子の下流もしくは独立に機能すること,クラスA遺伝子により負に制御される可能性があることが考察された.より詳細にABC遺伝子との相互作用を明らかにするために,これらの遺伝子の機能喪失変異体の単離を進めている.