コムギにおける花器官形成調節遺伝子の単離と機能解析

• Project/Area Number: 08760008
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Ishikawa Agricultural College
• Principal Investigator: 村井 耕二 石川県農業短期大学, 農業資源研究所, 助教授 (70261097)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1996: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: コムギ / MADSボックス遺伝子

Research Abstract

コムギにおけるMADSボックス遺伝子(floral organ identity gene)を単離し、その機能を解析するため、まず、コムギ品種農林26号の頴花分化期の幼穂(3〜10mm)から定法により、cDNAライブラリーを作成した。次に、MADSボックス領域PCRプローブを用いて、ライブラリーからMADSボックス遺伝子cDNAを単離した。スクリーニングの結果、2.2x10^4プラークから8つのcDNAクローンを得た。cDNAの大きさは500〜1300bpであった。そのうちの一つ(TaMADS♯11)について、全塩基配列を決定した。
MADSボックス遺伝子は、その発現領域からクラスA、B、C遺伝子の3つに分類されるが、TaMADS♯11はクラスA遺伝子と高い相同性があり、コムギにおけるクラスA遺伝子であると思われる。クラスA遺伝子は顎片と花弁の形成に関与しており、これらの器官のないコムギにおいて(相同な器官として鱗被がある)、TaMADS♯11遺伝子の機能が何であるか興味深い。
サザン分析の結果、TaMADS♯11遺伝子はゲノム中、複数コピー存在することが示された。ノーザン分析の結果、TAMADA♯11遺伝子は葉ではほとんど発現がみられず、幼穂で特異的に発現していることが明らかとなった。幼穂(3〜10mm)から出穂期の穂まで、発育段階をおって、ノーザン分析を行ったところ、穂の発育に伴って、発現量は減少することが明らかとなった。また、幼穂のin situハイブリダイゼーション実験の結果、TaMADS♯11遺伝子は頴花原器で特異的に発現していることが明らかとなった。
以上の実験結果から、コムギMADSボックス遺伝子TaMADS♯11は、コムギの穂、小穂、頴花、花器官形成に関与していることが、示唆された。