自殖性アスパラガスの雄性種子生産への利用と両性花形成を誘導する分子機構の解明

• Project/Area Number: 23380015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Horticulture/Landscape architecture
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 増田 清 北海道大学, 学内共同利用施設等, 教授 (60157203)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅野 明 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (10260449) ; 駒井 史訓 佐賀大学, 農学部, 准教授 (10372765)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2013: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2012: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2011: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: アスパラガス / 雌雄性 / 花器官 / サイトカイニン / 単性花 / サイトカイニン分解酵素遺伝子

Research Abstract

食用アスパラガスは雌雄異株植物であり，単性花は表現型に対向する性に関連する花器官の発育不全によって生じることがわかっている。すなわち，雄花では雌蕊の発育不全がおこり，雌花では雄蕊の発育不全が花の発育過程で起き，結果として単性花が形成される。アスパラガスの若い花芽を用いた先行研究において，雄性花のオーキシン濃度が雌性花より高く，アブシシン酸やサイトカイニンには差異が認められないことが明らかにされているが，花器官形成と成長調節物質代謝との関連についての研究は進んでいない。近年，内生サイトカイニン濃度がその分解系によって調節されている事例が増加しつつあり，サイトカイニンを介した花器官の形成制との関連が指摘されている。そこでアスパラガスの単性花形成と植物ホルモンとの関係を明らかにする目的で，花芽で発現するCytokinin oxidase/dehydrogenase（CKX）遺伝子を同定した。アスパラガス花芽で発現する2つのCKX遺伝子の発現量を定量PCRにより解析ところ，このうちの１つが強く発現していることがわかり，花芽の発達にともなう発現（転写量）の変動は，雌雄によって異なっていた。雌雄花芽の形成は花器官の発育不全によることから，花を解剖し、それぞれの花器官における発現量を定量するとともに，in situ hybridization によって発現の局所性を調べた。その結果，雌雄によって発現量が顕著に異なる花器官部位が特定された。一方，アスパラガス花芽におけるサイトカイニン代謝の全体像を把握するため，イソペンテニール基の転移に関わる遺伝子，ならびに転移型サイトカイニンリボシドからリボースリン酸の除去に働く遺伝子を同定し，発現解析を行い，花器官分化との関連を調べている。

Current Status of Research Progress

Reason

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Identification of homozygous male plants by quantitative analysis of a nucleotide sequence linked to the sex-determination locus in Asparagus officinalis L. (2011)
  • Author(s): K.Horiuch, Y.Adachi, N.Kasai, M.Yamagishi, K.Masuda
  • Journal Title: Journal of the Japanese Society for Horticultural Science Volume: 80 Pages: 308-313
  • NAID: 130004510723
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アスパラガスカルスの自家中毒に及ぼす雌雄相互作用 (2013)
  • Author(s): 畠山 茂，金丸大希，渡辺泰希，堀内和奈，増田 清，藤井義晴，駒井史訓
  • Organizer: 園芸学会
  • Place of Presentation: 東京農工大学小金井キャンパス（東京都小金井市）
• [Presentation] アスパラガス花芽が発現するcytokinin oxidase/dehydrogenase遺伝子の同定 (2012)
  • Author(s): 堀内和奈, 増田清
  • Organizer: 園芸学会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス(堺市)
• [Presentation] アスパラガス超雄性系統A13における雄性判別マーカーの異型接合性 (2011)
  • Author(s): 堀内和奈, 皆川裕一, 笠井登, 増田清
  • Organizer: 園芸学会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス(岡山市)
• [Presentation] 雌雄アスパラガス花器官におけるサイトカイニン分解酵素遺伝子の発現
  • Author(s): 堀内和奈，増田 清
  • Organizer: 園芸学会
  • Place of Presentation: 福井県立大学福井キャンパス（福井市）