花色に寄与するアントシアニン液胞内凝集体の形成条件および形成制御遺伝子の特定

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K15515
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 出口 亜由美 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (20780563)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アントシアニン / AVIs / 花色 / ダリア / ニチニチソウ

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的はダリアおよびニチニチソウにおけるアントシアニン凝集体Anthocyanic vacuolar inclusions（AVIs）形成の共通条件および制御遺伝子を特定することである．これまでの調査から，ニチニチソウでは，ペオニジン 3-ロビノビオシドを高蓄積することが，他の色素の蓄積の有無は関係なく，AVIs形成に強く寄与することが示唆された．本年度は，両種のAVIs形成品種の交配後代の表現型および色素蓄積の調査，およびAVIs形成品種（系統）と非形成品種（系統）間において遺伝子発現比較を行った．ダリアの交配後代において，AVIsを形成するもののフラボンを蓄積する系統が見つかった．交配後代40系統の色素蓄積の調査の結果，AVIs形成系統は全色素量に対するAVIsの構成アントシアニンである3,5-ジグルコシド（3G5G）型アントシアニンの蓄積割合が高かった．よって，ダリアにおいてもニチニチソウと同様に，特定のアントシアニンの高蓄積が最も重要なAVIs形成要因であることが示唆された．ダリアのAVIs形成品種（系統）では，3G5G型アントシアニンを別構造へと修飾する3MaT およびフラボン合成に関わるFNSの発現量が非形成品種（系統）と比べて低かったことから，少なくともこの2遺伝子はダリアのAVIs形成に関与することが示された．ニチニチソウAVIs形成品種と非形成品種間とのF1はすべてAVIs非形成であり，F2集団におけるAVIs形成系統の数は全体のおおよそ4分の1であった．よって，AVIs形成形質は劣性であり，一遺伝子により制御されている可能性が示された．ニチニチソウのAVIs形成品種と非形成品種とでRNA-seq解析を行ったが，既知のアントシアニン合成・修飾関連遺伝子に発現差は見つからず，色素合成に直接関与しない遺伝子がAVIs形成に関わっている可能性が示唆された．