花のホメオティック遺伝子の重複による機能の多様性の獲得

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14596002
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土本 卓 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (60212057)
• Keywords: ペチュニア / 花 / ホメオティツク遺伝子 / 遺伝子重複 / CURLY LEAF / class E

Research Abstract

classAタイプ遺伝子の機能解明
ペチュニアのCURLYLEAF相同遺伝子PhCLF1とPhCLF2がblind(bl)突然変異体の花のすべての器官と葉で発現していること、およびcDNA配列解析と交配実験の結果から、PhCLF1とPh1CLF2がBL遺伝子ではないことを明らかにした。また、PhCLF1のイントロンにおける転移因子の挿入が、PhCLF1のalternative splicingの一因となっていることが示唆された。PhCLF1のcDNAをCaMV35Sプロモーターと融合させて強発現させた形質転換タバコ植物体を作製したが、その表現型は野生型と変わらないことがわかった。
classBタイプ遺伝子の機能解明
classBタイプ遺伝子PhTM6とpMADS2の各cDNAを強発現させた形質転換ペチュニアを作成したところ、萼片から花弁へのホメオティツクな変化が観察され、これらがclassBホメオティック遺伝子の機能を持つことが示された。また、子房にも形態異常が見られた。酵母のthree-hybrid系を用いて、pMADS2遺伝子の産物が、classC遺伝子pMADS3、classE遺伝子FBP2の産物と三量体を形成することを明らかにした。
classEタイプ遺伝子の機能解明
FBP2のcDNAを強発現させた形質転換ペチュニアを作成したところ、ホメオティックな変化は起こらなかったが花弁が折れ曲がったり花弁の外側にフィラメント状の器官が発生した。この植物体とpMAD3のcDNAを強発現させた植物体を交配したところ、pMADS3植物体で見られた花弁から雄蘂へのホメオティックな変化が強くなることがわかった。

Research Products

• [Publications] Meenu Kapoor: "Role of petunia pMADS3 in determination of floral organ and meristem identity, as revealed by its loss of function"The Plant Journal. 32. 115-127 (2002)
• [Publications] Tomoko Mayama: "Isolation and expression analysis of petunia CURLY LEAF-like genes"Plant and Cell Physiology. 44. 811-817 (2003)