2016 Fiscal Year Research-status Report

花の模様形成に関わる細胞間移行物質の特定

Research Project

Project/Area Number	15K14651
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	細川宗孝京都大学, 農学研究科, 准教授 (40301246)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大野翔京都大学, 農学研究科, 助教 (10722001)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	周縁キメラ / アントシアニン / セントポーリア
Outline of Annual Research Achievements	セントポーリア‘キラウエア’、‘かなめ’、‘モニーク’、‘コンコルド’葉身および表皮をはがした葉柄から不定芽を誘導し、それぞれL1層由来およびL2層由来の植物体を獲得した。その結果、‘キラウエア’においては多数の複色花個体が出現し、本品種が周縁キメラ性品種である可能性が低いことが分かった。一方で、L2層由来の植物体においては白色花個体が多く出現したことから、L1層が着色層、L2層が非着色層の周縁キメラ構造を有している可能性を完全に否定することはできなかった。現在までのところ、本品種はL2層にエピジェネティックに制御される非着色層を持つと考えるのが適切であろう。そこで、本品種の組織培養個体の中から得られた白色花個体と着色個体をそれぞれ3個体ずつ用いて発現遺伝子の次世代シークエンス解析を行ったところ、着色花個体では予想通り多くの花色合成遺伝子やアントシアニンの液胞への輸送にかかわる遺伝子の発現に違いがみられた。複数の花色合成遺伝子や輸送遺伝子の発現に違いがみられたことから、特定の遺伝子の発現というよりは、転写遺伝子の発現抑制が非着色性に関わっている可能性が高い。そこで、転写因子を探索したところ、R2R3Myb遺伝子をはじめとした2つの転写因子の発現に違いがみられた。 RT-PCRによって次世代シークエンスの解析結果をいくつかの遺伝子で確認したところ、次世代解析の結果が正しいことを確認することができた。以上のことから特に白色変異体（白色部）で発現しているR2R3Myb遺伝子をはじめとしたいくつかの転写因子にターゲットを絞り、解析をすすめる予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 次世代遺伝子の解析が終わり、次世代の結果が正しいことが確認できた。また、‘キラウエア’については親個体の花の別々の場所（花色が異なる）からもRNAを抽出し、次世代遺伝子解析をすでに行っていることから、今後これらの白個体、青個体のデータと比較解析することで遺伝子の絞り込みが可能となる。この情報を用いることで、なぜ中央部で白色化するのか、ひいてはL２層での遺伝子発現の抑制と抑制形質がL1層へ移行するメカニズムが解析できるものと思われる。本年度の研究成果によって3年目の研究を行う基盤ができたと考えられる。また、本年度は論文を2報をすでにsubmitすることができ、順調に進んでいるものと考えている。
Strategy for Future Research Activity	次世代解析した遺伝子の全長の決定及び、組織培養変異個体における発現解析を通じて、白色原因遺伝子の特定を行う。次に当該遺伝子のsiRNAのRNAゲルブロットによる検出およびメチル化解析を行うことでエピジェネティック制御機構を明らかにする。さらに、siRNAの網羅的解析を行うことで、分解している遺伝子の特定を行う。遺伝子候補は今年度に候補として張り付ける。マッピングされた遺伝子は分解されている候補（エピジェネティックに制御されている候補遺伝子）となる。最後に、siRNAの移動について免疫電子顕微鏡あるいはマイクロダイセクションなどで確認したい。
Causes of Carryover	本年度は十分な成果が得られ、データの解析に時間をかけたため、本年度に使用する予定であった次世代シークエンスの解析を次年度に回すことにした。
Expenditure Plan for Carryover Budget	次世代シークエンス解析に大部分を使用する予定である。