ファレノプシスのジベレリンによる花成誘導機構のRNAシーケンスによる解析

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K07300
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 窪田 聡 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (60328705)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 花成 / FT / ジベレリン / ファレノプシス / RNA-seq

Outline of Annual Research Achievements

ファレノプシスは世界的に重要な鉢花の一つである。申請者は高濃度のGA3を頂芽に投与すると通常は開花しない主茎が急速に伸長し，花成誘導することを見いだした。このため，ファレノプシスの花成はGAによって直接誘導され，本種は園芸植物の中でGAによる花成誘導を研究するモデル植物になり得ると考えられる。そこで，本研究では次世代シーケンサーによりGA関連遺伝子，花成誘導関連遺伝子をRNA-Seqにより網羅的に解析し，ファレノプシスのGAによる花成誘導機構を解明する。
ファレノプシスの成熟株にGA3を8週間毎週投与し，投与開始から16週間にわたって毎週茎頂部をサンプリングした。GAを投与した株は全て主茎頂部に花序を形成した。処理開始時（0週）とGA投与4週間後（4週）のサンプルからtotal RNAを抽出し，stranded mRNA-Seq用ライブラリーを調製した後，次世代シーケンサー（Hiseq2000）にてペアエンド100bpで4Gbのデータを取得した。その後，ファレノプシスCDSをリファレンスとしてCLC Genomics Workbenchにて発現解析(CLCによって計算されるExpression valueを使用)を行い，http://orchidbase.itps.ncku.edu.tw/EST/home2012.aspxの情報を元にアノテーションを行った。その結果，FTは0週には発現は0であったが，4週には1000以上となり，ORAP13（AP1/FULのホモログ）は約27倍に増加した。一般にFTは葉で発現しFTタンパク質が茎頂部に移動して花成を誘導するが，ファレノプシスでは茎頂部でFTが発現する植物であることがわかった。また，GAによる花成誘導経路に関係する遺伝子およびGAの感受性と生合成にかかわる遺伝子も多数検出され，GA投与の有無によってこれらの遺伝子の発現量に大きな違いが見られた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

次世代シーケンサーによる分析及びシーケンスデータの解析は順調に進んでおり，FTをはじめとした花成関連遺伝子群やGA生合成にかかわる遺伝子群の発現の違いが明らかとなった。これらは当初予定した計画通りの進捗であり，一部の遺伝子に関するq-PCR解析の条件設定等を行っている。次年度に向けての準備も進んでおり，研究全体についても概ね順調に進展すると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

１．平成27年度に得られたGA投与によって発現量が大きく変動した遺伝子から，特に花成のGA経路に関係が深いと考えられる候補遺伝子をピックアップし，それらの遺伝子の発現をサンプリングした16週分すべてについてRT-qPCRにて解析する。
２．低温処理による腋芽の花成誘導機構の解明を行うために，低温処理開始から腋芽を経時的にサンプリングする。昨年度と同様にRNA-seqを行って変動が大きい遺伝子を検出し，それらの発現解析を行う。