2015 Fiscal Year Annual Research Report
ユリのゲノム研究基盤を利用した花色・早晩性・香りの解析
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15H04447
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山岸 真澄 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40210348)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中塚 貴司 静岡大学, 農学部, 助教 (60435576)
大久保 直美 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, その他部局等, 研究調整役 (90343962)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アントシアニン / 転写因子 / R2R3-MYB / 花の香り / 開花調節 / FT / Lilium spp. / スカシユリ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
先行する科研費研究において、ユリのゲノム研究基盤を整備・発展させた：Virus induced gene silencing (VIGS)をユリで完成させ、ユリの遺伝子を短期間にノックダウンすることが可能となった; ユリ花弁の全転写産物をRNA-seqで解析し、花色・開花の早晩性・香りに関連する新規の配列を多く得た。本研究ではこれらのゲノム研究基盤と従来から行ってきたQTLマッピングの手法を用いて、ユリの重要形質の遺伝的背景を一気に解明する。(1)花色、(2)開花の早晩性、(3)花の香り、ついて調査を進め、品種間差異の原因になっている遺伝子や遺伝子座を明らかにする。その結果、マーカーを用いて初期選抜を行うことでユリの育種を進められるようになり、育種の効率を飛躍的に改善できる。新しい模様をもつユリや、香りのあるスカシユリや、早生のオリエンタルハイブリッドユリの育成に役立つ。
本年度は、(1)スカシユリでバイカラー（花弁の半分がピンクで半分が白くなる現象）になる品種を用いてRNA-seq解析を行い、バイカラーが起こるメカニズムを明らかにした。ユリのバイカラーは、アントシアニンを生合成する遺伝子の転写調節によっておこり、それらの転写はMYB12転写因子によってよく調節されていることを明らかにした。(2)開花の早晩性にかかわる遺伝子の単離に取り組んだ。その結果、FT, TFL, AP1など、花序分裂組織の分化を誘導すると考えられる遺伝子を複数単離することに成功した。(3) 花の香りの制御にかかわるとされている転写因子ODORANT1をオリエンタルハイブリッドユリのカサブランカから単離することに成功した。また、いくつかのベンゼノイド（芳香族）系の香り成分の生合成に預かる遺伝子の単離も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究の1年目において、ユリ花弁においてバイカラーが生ずる機構が明らかになった。FT, TFLなどキイとなる遺伝子が単離できた。また、香りの生合成を制御していると考えられるODORANT1遺伝子が単離できた。想定以上のテンポで成果が上がっていると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
花色については、バイカラーの発生メカニズムが明らかとなったので、そのほかの模様について解析をすすめる。具体的には、品種’グランドクルー’に認められる斑点の発生メカニズムの解明と、品種’ロレト’や’センターフォールド’に認められるはけ目斑点の発生メカニズムの解明をおこなう。
開花の早晩性については、単離できたFTなどの遺伝子の機能を解明する。具体的にはアラビドプシスのft mutantにユリのFT遺伝子を形質転換して、形質を相補することを確認する。また、器官毎の発現解析や季節による発現変動、さらには早生品種と晩生品種との間で発現パターンの違いを調査して、ユリにおけるこれらの遺伝子の機能を明らかとする。
花の香りについては、単離できたODORANT1の機能解析を進める。現在ペチュニアにユリのODORANT1遺伝子を導入しており、ペチュニアにおける香り発生の変化を調査して機能を明らかにする。さらにユリで香りのある品種と香りの無い品種の間で塩基配列や発現量の違いを調査し、品種間差異がどうしておこるのか解明する。
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