ゲノム解析法による新しい遺伝子同定法の開発と植物分子育種への応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10554048
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 飯田 滋 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (30012777)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 良和 サントリー株式会社, 基礎研究所, 主任研究員 ; 小関 良宏 東京農工大学工学部, 生命工学科, 助教授 (50185592) ; 稲垣 善茂 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (50280764)
• Keywords: 花卉植物 / アサガオ / マルバアサガオ / カーネーション / 色素合成系遺伝子 / ゲノム解析法 / 遺伝子同定法 / 植物分子育種

Research Abstract

我々は既にアサガオやマルバアサガオの花の色模様形成、特に可動遺伝因子が関与する易変性花色変異に関わる幾つかの遺伝子の同定に成功した。これらの成果を踏まえて、本研究では近年急速に発達しつつあるゲノム解析法であるDD(Differential Display)、AFLP(AmplifiedFragment Length Polymorphisms)-bascd DD[またはAMF(AFLP-based mRNA fingerprinting)]、などを駆使して、アサガオやマルバアサガオ、カーネーションなどの園芸的の興味のある未知遺伝子の検索を行い、それらの遺伝子の発現様式についても検討する。
特に本年度はアサガオやマルバアサガオの青色化や暗色化など花色に関する未知遺伝子の同定を試み、アサガオやマルバアサガオの青色化に関わる変異の1っmagenta変異は、P450系のflavonoid 3'-hydroxylase (F3'H)遺伝子に変異が起こっていることを強く示唆する結果を得た。この新規のF3'H遺伝子の変異と発現様式に関しては現在解析中である。また、アサガオの花の暗色化に関わる遺伝子の解明を目指して、glucosyl transferascなどアントシアニンの配糖化にががわる遺伝子のcDNAの解析も行っている。またDNAのメチル化が花色などの遺伝子発現に影響することも近年明らかになりつつあるので、栄養繁殖で増殖しその花色は表皮由来のL1層細胞におけるアンドシアニンの蓄積により決定されている温室カーネーションの葉の表皮(L1層)および葉肉組織(L2層)におけるゲノムDNAのメチル化部位の違差をAFLP法により検討したところ、すでに品種として確立されている「サティスファクション」とこの品種から「枝変わり」の品種「レッド」の間でゲノムDNA全体の1.3%のメチル化の変異が見られ、しかもその違いの約70%はL2層細胞で起こっていることも明かとなった。

Research Products

• [Publications] Y.Habu: "AFLP(amplified restriction fragment length polymorphism)-based mRNA fingerprinting." Plant Biotech.15. 249-251 (1998)
• [Publications] Y.Habu: "Molecular characterization of the mutable flaked allele for flower variegation in the common morning glory." Plant J.16. 371-376 (1998)
• [Publications] Y.Inagaki: "Genomic organization of the genes encoding dihydroflavonol 4-reductase for flower pigmentation in the Japanese and common morning glories." Gene. 226. 181-188 (1999)
• [Publications] S.Iida: "Floricultural traits and transposable elements in the Japanese and common morning glories." Annal.New York Acad.Sci.(in press).
• [Publications] M.Mato: "Isolation and characterization of a cDNA clone of UDP-galactose:flavonoid 3-O-galactosyltransferase(UF3GaT)expressed in the seeding of Vigna mungo." Plant Cell Physiol.39. 1145-1155 (1998)
• [Publications] H.Fujiwara: "cDNA cloning,gene expression and subcellular localization of anthocyanin 5-aromatic acyltransferase from Gentiana triflora" Plant J.16. 421-431 (1998)
• [Publications] 飯田 滋: "植物の生長、遺伝子から何が見えるか。" クバプロ, 169 (1998)