花芽形成突然変異体を用いた花芽・果実形成決定遺伝子の単離と園芸生産への利用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11460010
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 金山 喜則 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (10233868)
• Keywords: 花芽 / 果実 / トマト / LEAFY / MADSボックス遺伝子 / 花器官

Research Abstract

本研究は、基礎科学における突然変異体を用いた形態形成遺伝子の研究の成果・手法を、応用科学である園芸学に応用し、その成果を園芸生産に生かそうとするものである。当研究室では全く花芽を形成せず、かつ特殊に分化した葉(以下擬葉)が果肉化(以下果実様体)するユニークかつ有用なトマトの突然変異体lfi維持している。そこでlfiを利用して花芽・果実形成決定遺伝子を単離するとともに,それらの相互関係を明らかにすることによって,将来的には花芽・果実形成を遺伝的に制御し、受粉や摘花等における省力化を図ることを念頭において研院を進めた。
昨年度,このミュータントにおいて,トマトのLEAFYホモログであるTOFLに12塩基対の欠損があることが示された.そこで本年度は,まずTOFLの12塩基対の欠損がlfiの表現型と同様に分離することが確認された.さらに形態学的な特微から,すでに知られているTOFL欠損の突然変異体であるfaの共通性が確認され,lfiはfaのアレルであることが強く示唆された.さらにlfiにおける花器官形成遺伝子の発現を解析したところ,クラスB,C遺伝子であると考えられるTDR6,TAG1や,SEP遺伝子と考えられるTDR5はTOFLによって発現が制御されていることが明らかとなった.一方,クラスA遺伝子であると思われたTDR4はTOFLの制御を受けず,異なる機能を持つMADSボックス遺伝子であると考えられた.以上のように,lfiの原因遺伝子の特定と下流遺伝子との関係が明らかとなった.さらに,得られた成果を生かすための,花きや果樹における花芽・果実形成に関する生理学的あるいは分子生物学的解析も並行して行った.

Research Products

• [Publications] Y.suzuko, Y.kanayama et al.: "Fructose content and fructose-related enzyme activity during the fruit development of apple and Japanese pear"Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. 70・1. 16-20 (2001)
• [Publications] 出口 道仁, 金山喜則: "低温ストレスがモモ葉のソルビトール合成に及ぼす影響"園芸学会雑誌. 71・3 (印刷中). (2002)