Elucidation of the mechanism about flower coloration and flower pattern formation by bud sport in evergreen azalea

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H07141
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 水田 大輝 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (30595096)
• Project Period (FY): 2017-08-25 – 2019-03-31
• Keywords: 常緑性ツツジ / 花色 / 遺伝子 / F3'5'H / 次世代シーケンサー

Outline of Annual Research Achievements

常緑性ツツジの花色多様化のメカニズムを分子レベルで明らかにするため、シアニジン（Cy）系色素を有する赤色花のヤマツツジとCｙ系およびデルフィニジン（Dp）系色素を有する紅紫色花のミヤマキリシマを用いて実験を行った。これまでに、Dp系色素を有さずF3’5’H遺伝子が基本的に発現しないヤマツツジでも、ゲノムDNAではF3’5’H遺伝子の配列が存在することを明らかにしたが、複数のヤマツツジおよびミヤマキリシマにおけるF3’5’H遺伝子のイントロンを挟んだPCRを行ったところ、Cy系色素のみを有する個体では3kbに1本のバンドが、CyおよびDp系色素の両方を有する個体では、3kbと4kbの計2本のバンドが得られた。また、F3’5’H遺伝子の上流域（転写開始点から1kb以上の上流域）において、ヤマツツジとミヤマキリシマで配列が全く異なっていたことから、それぞれで特異的なプライマーを作成し、PCR増幅したところ、ヤマツツジでは0.6kbのバンド（ヤマツツジ型）のみが、ミヤマキリシマでは0.6kb（ヤマツツジ型）と1.2kb（ミヤマツツジ型）のバンドが得られた。以上の結果より、Dp系色素を有さないヤマツツジでは不活性型のF3’5’H遺伝子をホモで、Dp系色素を有するミヤマキリシマでは活性型のF3’5’H遺伝子と不活性型のF3’5’H遺伝子のヘテロで有している可能性が考えられた。
一方、花冠着色に関わる一通りの遺伝子情報を獲得するため、赤や白、絞り咲き等の咲き分けをするサツキ品種‘松浪’の花冠を用いて次世代シーケンサーによる網羅的な発現遺伝子の解析を行った。その結果、‘松浪’の赤色花冠より、フラボノイド色素合成に関連する１２の構造遺伝子の配列情報が得られた。また、これら構造遺伝子の発現を調節するMYBやｂHLH等の転写調節因子の配列情報も得ることができた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。