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Controlling the sex of garden asparagus

Research Project

Project/Area Number 16K14843
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Horticultural science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Tsugama Daisuke  北海道大学, 農学研究院, 助教 (10726061)

Research Collaborator MASUDA Kiyoshi  いずれも北海道大学, 大学院農学研究院
FUJINO Kaien  いずれも北海道大学, 大学院農学研究院
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords食用アスパラガス / 性決定 / 遺伝子 / DNAマーカー / 植物ホルモン / 生殖 / アスパラガス / 雌雄性 / 花 / 形態形成 / 生理活性物質 / ホルモン・生理活性物質 / 転写因子 / 園芸学 / 遺伝学 / ゲノム / 発生・分化
Outline of Final Research Achievements

MYB35 is indispensable for pollen development in the model plant Arabidopsis thaliana. This study revealed that AoMYB35, a putative MYB35 ortholog in garden asparagus (Asparagus officinalis), is present in male plants but absent in female plants. AoMYB35 is therefore a candidate for the sex-determining gene in garden asparagus. In this study, cell death in female flower anthers was characterized, and transcriptomes of individual floral organs (tepals, pistils and stamens) were analyzed. These also narrowed down genes involved in the sex determination in garden asparagus. We also tried to control the sex (or the development of either pistil or stamen) of garden asparagus with biologically active chemicals, but failed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

食用アスパラガスにおいて太い若茎を得るには、株を数年育成させる必要がある。露地においては、雌株には種子が着くが、これが地面に落ちると商品価値のない若い株が生じ、これは栽培管理上不都合である。このことから、露地での食用アスパラガス生産には雄株を用いるのが望ましい。雌株と雄株は通常花の形態により判別するが、花が着くまでには二年程度かかる。本研究により、AoMYB35という遺伝子が雄株にのみ存在することが見出された。これを用いれば、花の着生を待たずに雌雄を判別できる。これを利用すれば雌雄を転換させることも可能になるかもしれない。そのような技術は食用アスパラガスの品種育成にも資する可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Death of female flower microsporocytes progresses independently of meiosis-like process and can be accelerated by specific transcripts in Asparagus officinalis2019

    • Author(s)
      Mayui Ide, Kiyoshi Masuda, Daisuke Tsugama, Kaien Fujino
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 2703-2703

    • DOI

      10.1038/s41598-019-39125-1

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A putative MYB35 ortholog is a candidate for the sex-determining genes in Asparagus officinalis2017

    • Author(s)
      Tsugama D, Matsuyama K, Ide M, Hayashi M, Fujino K, Masuda K
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 41497-41497

    • DOI

      10.1038/srep41497

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] MinION を用いた食用アスパラガスゲノムのリシークエンシング2018

    • Author(s)
      津釜大侑、藤野介延
    • Organizer
      日本育種学会第133回講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アスパラガスの雄性特異的遺伝子 AoMYB35 の性決定への関わりについて2017

    • Author(s)
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • Organizer
      日本育種学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-29
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 食用アスパラガスの性決定遺伝子の候補 AoMYB35 の機能解析2017

    • Author(s)
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • Organizer
      園芸学会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県・藤沢市)
    • Year and Date
      2017-03-19
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] アスパラガスの花芽におけるサイトカイニン代謝酵素遺伝子の発現と単性花形成2017

    • Author(s)
      松山光平、津釜大侑、井出真結、藤野介延、増田清
    • Organizer
      園芸学会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県・藤沢市)
    • Year and Date
      2017-03-19
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Characterization of a candidate sexdetermining gene in Asparagus officinalis2017

    • Author(s)
      Daisuke Tsugama, Kohei Matsuyama, Mayui Ide, Masato Hayashi, Kaien Fujino, Kiyoshi Masuda
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] アスパラガス雌花発達にともなう雄蕊退化の初期過程について2017

    • Author(s)
      井出真結、津釜大侑、藤野介延、松山光平、増田清
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 食用アスパラガスの性決定遺伝子の候補AoMYB35のさらなる特徴づけ2016

    • Author(s)
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • Organizer
      日本育種学会
    • Place of Presentation
      鳥取大学(鳥取県・鳥取市)
    • Year and Date
      2016-09-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 雌雄アスパラガスの花芽発達にともなう花器官サイトカイニン量の変動とその調節2016

    • Author(s)
      松山光平、榊原均、竹林裕美子、小嶋美紀子、津釜大侑、井出真結、堀内和奈、増田清
    • Organizer
      日本植物学会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] アスパラガスの雌雄性決定遺伝子の候補の機能解析2016

    • Author(s)
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • Organizer
      園芸学会
    • Place of Presentation
      名城大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-09-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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