2017 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of temperature-dependent flower malformation in carnations
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15K07285
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
山根 健治 宇都宮大学, 農学部, 教授 (60240066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒倉 健 宇都宮大学, 農学部, 講師 (10650898)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 奇形花 / 変異 / 温度依存 / 遺伝子発現 / 花芽分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉢物カーネーション'Cherie'の正常花系統（WT）および奇形花系統(mlf) を異なる温度条件で栽培したところ、全てのWT株は正常花のみを咲かせたが、 mlf 株は多数のガク状器官をもつ葉化花、多花弁花、多雌ずい花、貫生花などの表現型を示した。mlf 株は26℃では全く異常花を発生しなかった。17/5℃で栽培した mlf株 を 23/18℃に移したところ、奇形が緩和された。反対に、26℃で正常であった mlf 株を17/12℃に移したところ、奇形花が発生したことから、この奇形は温度帯に可逆的に反応することが示された。15℃一定下の mlf 株は92.2%の奇形花を形成し、20℃一定 および25/20℃ 区ではそれぞれ3.1% および1.3% と有意に低い奇形花率を示した。花芽の観察により、WT と mlf における差異はがく片形成期後に認められ、15℃における mlf 株の花弁原基の分化はWTに比べて不明瞭であった。
15℃または20℃の温度条件下の若い花芽についてRNA-seq解析を行った．また、WTおよびmlf 株のゲノムシークエンスを行った。RNAseqにより，ストレスや低温反応に関わるHSC70，茎頂における幹細胞の密度を支配するWushcelおよびサイトカイニンの活性化に関わるLOG3,4および5などはmlf 株花芽で発現が高かった。一方，花芽の頂端分裂組織の維持に関わる遺伝子はmlf 株の花で発現が低下した。特に，HSC70およびWushchelにおいてSNIPが検出された。mlf 株ではHSC70 およびWuschelに何らかの変異があり，両者が15℃で過剰に発現し，サイトカイニンの活性が高まった結果、花芽の分裂組織が拡大し、花の扁平化や器官の異常な増加につながった可能性が示唆された。
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