The signaling mechanisms of TCP transcription factors in the tendril formation of Cucurbitaceae plants

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05583
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: MIZUNO Shinji 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (30466164)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上吉原 裕亮 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (00758394)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: メロン / 巻きひげ / 転写因子

Outline of Final Research Achievements

The cucurbit tendril is a metamorphosed organ derived from a lateral branch. In melon production, the entanglement of tendrils interferes with vine training, so the tendril-less trait (ctl mutation) is used in some commercial varieties. In this study, we performed fine mapping of the ctl mutation and confirmed its identity as a mutation in the TCP1 gene, which encodes a TCP transcription factor. We analyzed the function of the YABBY transcription factor, which interacts with the TCP1/CTL protein, to determine its nuclear localization in plant cells, co-expression on the dorsal side of juvenile tendrils, and relatively high expression levels in tendrils compared to leaves. These results indicate the importance of the TCP-YABBY interaction in the development of tendrils in Cucurbitaceae.

Free Research Field

園芸植物生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、TCP転写因子であるTCP1がメロンの巻きひげなし変異の原因遺伝子であることが証明された。同属のキュウリでも同様の知見があることから、TCP転写因子による巻きひげ形成の制御はウリ科植物全般に共通する機構であることがほぼ確実となり、スイカやカボチャといった他のウリ類でもTCP遺伝子を改変することで、巻きひげ欠損型の省力品種を育成できると考えられる。また、このTCPと相互作用する新たなYABBY転写因子の存在が明らかになったことは、ウリ科植物が側枝を巻きひげに変化させるために発達させた独自の情報伝達経路を理解する上で、新たな知見を提供するものである。