2020 Fiscal Year Annual Research Report
Roles of microRNA on flower color patterning in floricultural plants including lilies
| Project/Area Number |
19H02945
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
山岸 真澄 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (40210348)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中塚 貴司 静岡大学, 農学部, 准教授 (60435576)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 花の模様 / microRNA / アントシアニン / 遺伝子発現制御 / R2R3-MYB |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
花にはアントシアニン色素によるさまざまな模様が現れる。模様ができるメカニズムを明らかにすることは、園芸学・生物学のトピックである。模様のひとつに、花弁の上部に色素が溜り(赤くなる)下部には溜まらない(白くなる)バイカラーがある。ユリ (Lilium spp.) のバイカラー品種を用いて、発現している配列を網羅的に解析したところ、ユリの花弁でアントシアニン生合成を調節しているMYB12(R2R3-MYB転写因子のひとつ)の蓄積量が、白い部分で有意に減少していることが分かった。ところが、MYB12は通常花弁全体でアントシアニン生合成を促進している転写因子であり、バイカラー品種とフルカラー品種の違いをMYB12の存在だけで説明することはできない。
microRNAはnon-coding RNAのひとつで、おもに転写因子の働きを抑制する。ユリの花弁に蓄積しているmicroRNAで、MYB12の抑制に関わっているものをスクリーニングしたところ、花弁の白い部分で優先的に蓄積しているmicroRNA828（miR828）が見つかった。このmicroRNAの機能を検討したところ、miR828はMYB12のmRNAと2本鎖を作ってmRNAを選択的に切断すること、その後さらにMYB12 mRNAを細かく分解していることが分かった。白い部分で特異的に蓄積したmiR828が、MYB12の発現を抑制することによってアントシアニンの生合成を阻害したと考えられる。花に模様をつくるメカニズムとして、転写因子による空間特異的な転写調節、トランスポゾンの転移、CHS遺伝子のPost-Transcriptional Gene Silencingなどが知られているが、microRNAが花の模様形成に関わっていることを示すのは本研究が初めてである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ユリ花弁でバイカラーが起こる原因を明らかにした論文を2020年に公開した
|
| Strategy for Future Research Activity |
ユリを用いた解析は大詰めを迎えている。今後は、ユリにおいてバイカラーの発生に及ぼす栽培環境の影響を検討し、園芸利用に繋げるとともに、ユリ以外の花き園芸作物でも同様の現象が起こっているかどうか検討を進める
|
