2017 Fiscal Year Research-status Report
トランスポゾン誘発変異の集積によるトレニアの花の完全八重化とその分子機構の解明
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17K07659
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
西島 隆明 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門 花き遺伝育種研究領域, 主席研究員 (60355708)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 花き育種 / 花器官形成 / 突然変異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、トレニアにおいて、花弁数が著しく多い花を着ける「放射相称完全八重系統」を、３つの変異、つまり、「八重変異」、「多心皮変異」、「放射相称変異」の集積によって育成する。さらに、この過程において花弁数の増加に重要な役割を果たす2つの現象、つまり、「多心皮変異」によって心皮が著しく増加する現象、ならびに、「多心皮変異」と「八重変異」を集積することにより、心皮数ではなく花弁数が著しく増加する現象について、その分子機構を解明することを目的とする。
平成29年度には、「八重系統」と「多心皮変異系統」の交雑によって既に得られている「完全八重系統」と「放射相称系統」を交雑し、F1世代を得た。また、「八重変異」および「多心皮変異」の原因遺伝子を同定するために、正常型系統との交雑によるF2分離集団を育成した。
また、「八重変異系統」、「多心皮変異系統」、「完全八重系統」の花における花器官ホメオティック遺伝子の発現を調べた結果、両系統とも、各花器官において予想される通りの発現パターンが認められ、さらに、雌蕊においてクラスC遺伝子TfFARおよびTfPLE1の発現低下が認められなかった。これらの結果から、これらの変異系統における花弁数の増加は、クラスC遺伝子の発現低下によるものではないことが示された。さらに、これらの系統の花芽発達過程を観察した結果、花芽発達の初期、つまり、がく発達期までは系統間で花芽の形態に差は認められなかった。しかし、花芽発達が進んで花弁伸長期に達すると、「完全八重系統」では、雄蕊と花弁の間の部位に新たに原基が多数形成され、それが花弁に発達することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度の研究計画はやや遅れたと考えている。「研究実績の概要」に示したとおり、「完全八重系統」と「放射相称系統」のF1世代を得たこと、ならびに、「八重変異」および「多心皮変異」の原因遺伝子同定のためのF2分離集団を育成したこと、「八重変異系統」、「多心皮変異系統」、「完全八重系統」の花芽において花器官ホメオティック遺伝子の発現パターンを明らかにし、これらの変異による花器官数の増加がクラスC遺伝子の変異によるものではないことを明らかにしたことは、計画通りの進捗であったと考える。また、これらの系統の花芽発達の過程を詳細に観察し、花弁数が増加する過程、特に、花弁数が著しく多い「完全八重系統」における花弁数の増加の過程を形態学的に明らかにしたことに関しても予定通り計画が進捗したと考える。一方で、花芽分裂組織の形成に関わり、花芽の有限成長性を制御するTfWUS、サイトカイニン関連遺伝子等の単離と構造および発現の解析は、今年度中に終了する予定であったが、終了しなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度の研究計画は、上記の通り、TfWUS、サイトカイニン関連遺伝子等の単離と構造および発現の解析以外は概ね予定通りに進行した。平成30年度以降は、これらの遺伝子の単離と構造解析に引き続き取り組み、花芽における発現パターンを解析する。さらに、花芽の有限成長性に関する各変異体に特徴的な発現パターンが得られた場合には、発現調節領域を含む遺伝子構造を解析して、変異との関係を明らかにする。一方で、平成29年度に計画通り進んだ項目に関しては、当初の予定通り研究を発展させる。つまり、「完全八重系統」と「放射相称系統」のF1世代の形質を明らかにし、F2世代を得る。目的とする「放射相称完全八重系統」は、この世代において分離することが予想される。また、「八重変異系統」および「多心皮変異系統」のF2分離集団を用いて、トランスポゾンディスプレイ等の手法を用いて変異の原因遺伝子候補を同定する。候補遺伝子に関しては、ノックダウン等の組換え体の作成により、機能を確認する。一方で、これらの系統の変異誘発因子と考えられるTtf1はDNA型トランスポゾンであるため、変異の原因遺伝子から既に切り出されている可能性も否定できない。その場合には、上記の計画で示したTfWUS、サイトカイニン関連遺伝子等、花芽の有限成長性に関連する遺伝子の解析から、これらの系統の花芽の形態形成に関与する分子機構を明らかにしていく予定である。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に計画され、高額な試薬を使用する遺伝子の単離と構造および発現の解析に関して、準備に手間取り、結果として研究が遅れ、一部を平成30年度以降に行うことになった。また、これに伴って、賃金を必要とする実験補助員の雇用も当初の予定より遅れた。以上が、次年度使用額が生じた原因である。現在、有能な実験補助員が雇用できたため、次年度使用額は、遅れながらも当初の研究計画を十分に進めるために使用する。
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Research Products
(1 results)
