2013 Fiscal Year Annual Research Report
冬生一年草の生活史成立鍵因子である種子春化遺伝子の解明研究
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25292015
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
吉岡 俊人 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (10240243)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 種子春化 / 冬生一年草 / 生活史進化 / 花成制御 / ヒメムカシヨモギ / シロイヌナズナ |
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| Research Abstract |
種子春化は、可変性冬生一年草には認められるが真性冬生一年草では認められない形質である。一方、緑体春化は可変性冬生一年草、真性冬生一年草ともに認められる。したがって、種子春化は、近年分子機構の解明が進んだ緑体春化とは異なる経路で花成を誘導すると考えられる。種子春化に関わる遺伝子を特定することで、新規花成制御因子を見出すことが、本研究全体の目的である。
世界的重要雑草であるヒメムカシヨモギは種子春化の形質を有する可変性冬生一年草であり、その近縁種オオアレチノギクは種子春化の形質をもたない真性冬生一年草である。平成25年度研究では、ヒメムカシヨモギから単離された種子春化候補遺伝子50クローンについて、ヒメムカシヨモギとオオアレチノギクを比較した遺伝子発現解析とシロイヌナズナにおける類似遺伝子のT-DNAタグ系統を用いた遺伝子機能解析を行った。その結果から、種子春化の有力候補遺伝子ILS1を選抜した。
本研究によって種子春化遺伝子が解明されれば、新たな花成制御情報伝達モデルを提示できると期待される。また、可変性冬生一年草の一年生型と越年生型の生活史を可塑的に発現する分子的基盤が種子春化遺伝子であるので、その特定によって雑草生物学が格段に進歩すると予想される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度の研究予定は、ヒメムカシヨモギ種子RNAの網羅的発現解析によって既に得ている95クローンの種子春化候補遺伝子から、ヒメムカシヨモギ/オオアレチノギク系での遺伝子発現解析によって、種子春化遺伝子と推定される発現パターンを示すものを選抜することであった。
そこで、低温遭遇と引き続く高温遭遇によってヒメムカシヨモギ種子ではそれぞれ発現上昇と発現低下するが、オオアレチノギク種子では発現が変化しない遺伝子を探索した結果、予想される発現パターンとよく合致する遺伝子が１クローン見いだされた。これは、3’末端を含む384bpの遺伝子部分鎖長でり、ILS1と仮称した。ヒメムカシヨモギはキク科であるが、アブラナ科のシロイヌナズナでは塩基配列が約50％一致する遺伝子が検索され、リンドウ科トルコギキョウでは約300bpにわたって塩基配列の一致が100％である遺伝子が単離されたことから、ILS1の類似遺伝子が広範囲な科で存在することが示唆される。シロイヌナズナについては、ILS1類似遺伝子にT-DNAが挿入された変異型株を入手した。
以上のように、平成25年度研究が予定通り進行したことから、本研究の初年度計画は順調に達成されたと判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
ILS1シロイヌナズナ類似遺伝子T-DNAタグ系統を入手したので、平成26年度にそれらの表現型解析を進めてILS1の機能を調べる。T-DNAタグ系統のバックグランドは早期開花性系統（accession; Col-0、Col-3、Ws）である場合が多いが、 Col-0、Col-3、Wsともに種子低温処理により開花時ロゼット葉数が有意に減少する結果を得ている。したがって、種子低温処理の有無で抽苔時、開花時の葉数に有意差がなければ、ILS1類似遺伝子へのT-DNA 挿入によって種子春化の機能が消失あるいは低下したと推定される。このときに、ロゼット葉低温処理の有無で緑体春化機能についても調べる。緑体春化機能が維持されるが種子春化機能が消失していれば、種子春化が緑体春化とは異なる花成制御システムであることが明らかになる。
さらに、平成27,28年度に ILS1全鎖長のクローニング、シロイヌナズナ種子春化機能欠損変異型株での相補実験を行い、ILS1が種子春化遺伝子であるかどうかを確定する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額が16,068円生じた。これは物品費が予定額よりわずかに少なかったためであり、助成金は適性に執行されている。
平成26年度は、次年度使用額16,068円と合わせて、3,116,068円の予算となる。研究申請時の計画調書では4,450,000円であった。そこで100万円を予定していたDNA抽出用破砕機の購入とりやめと旅費減額によって、ほぼ計画調書どおりの執行とする。
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Research Products
(1 results)
