アスパラガスにおける性決定遺伝子の探索と性進化の解明

• 研究課題/領域番号: 17K19238
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 村瀬 浩司 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (50467693)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: アスパラガス / 植物 / 花

研究成果の概要

本研究ではアスパラガスの有力な性決定遺伝子候補であるMSE1およびSOFF遺伝子の他、性決定領域の解析から未報告の5遺伝子を発見した。候補遺伝子のmRNAの発現解析ではMSE1が花の発達初期に雄ずいで発現し、推定される機能と一致するパターンを示したのに対し、SOFF遺伝子は花発達中期の雄ずいで発現しており、推定される発現パターンとは異なっていた。クサスギカズラ属の祖先種ではMSE1は雌雄とも存在していること、SOFFは存在していないことから、クサスギカズラ属における雌雄異株の進化は複雑な過程を経ている可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アスパラガスの雄株は雌株と比較して収量が多く、寿命も長いため、全雄の品種も開発されるなど、生産現場では雄株が重宝されていた。一方で、雄株がなぜそのような優れた性質を示すのかは分子レベルでは不明であった。本研究では性決定領域の解析によって複数の遺伝子がそこに座乗していることを発見した。今後これらの遺伝子の解析によってアスパラガスの生産性を司る遺伝子が明らかになることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] University of Georgia(米国)
• [国際共同研究] University of Georgia(米国)
• [学会発表] Identification of sex-determination gene in Asparagus officinalis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohji Murase, Shuji Shigenobu, Sota Fujii, Kazuki Ueda, Takanori Murata, Ai Sakamoto, Yuko Wada, Katsushi Yamaguchi, Yuriko Osakabe, Keishi Osakabe, Akira Kanno, Yukio Ozaki and Seiji Takayama
  • 学会等名: aiwan Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] A MYB transcription factor gene involved in sex determination in Asparagus officinalis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohji Murase, Shuji Shigenobu, Sota Fujii, Kazuki Ueda, Takanori Murata, Ai Sakamoto, Yuko Wada, Katsushi Yamaguchi, Yuriko Osakabe, Keishi Osakabe, Akira Kanno, Yukio Ozaki and Seiji Takayama
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference
  • 国際学会
• [備考] アスパラガスの雌雄を分ける性決定遺伝子を世界で初めて発見 植物の性の進化、ダーウィンの予測を裏付け
  • URL: http://bsw3.naist.jp/research/index.php?id=1453