| 研究課題/領域番号 |
15H04449
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
白武 勝裕 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (90303586)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 花弁緑色化 / 花持ち性向上 / 花形改変 / 分子育種 / オミクス |
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| 研究実績の概要 |
① FGPを活用した緑色かつ花持ちの良い花きの分子育種技術の確立：当初計画では，花弁特異的プロモーターとして，InMYB1上流1 kbpを用いる予定であったが，InMYB1上流332-121 bpの領域を3連結し，TATA配列（転写活性化に関与する配列）とΩ配列（転写のエンハンサーに関与する配列）を結合したキメラプロモーターを構築したところ，より花弁特異性が高く，遺伝子の発現能力も高いことが分かった．そこで，この［InMYB1 332-121×3-TATA-Ω］をFGP発現ベクターに用いることとした．このプロモーターの構築を先行して行ったため，ベクターの作成が全体として遅れているが，現在，当初計画に上げた［alcohol dehydrogenases非翻訳領域（ADH UTR）］と［heat shock protein terminator（HSP ter）］をFGPの前後に付加するベクター（InMYB1 332-121×3-TATA-Ω::ADH UTR-FGP-HSP ter）の構築を進めており，数ヶ月以内にベクターが完成する予定である．
② FGPによる花弁緑色化，花形の変化，花の寿命延長のメカニズムの解明：FGP過剰発現シロイヌナズナとFGP過剰発現アサガオの花弁の表現型の観察を行った．実体顕微鏡および走査型電子顕微鏡（SEM）による花弁表皮細胞の詳細な形態観察により，FGP過剰発現体の緑色花弁が気孔を持ち，表皮細胞が平坦でジグソーパズル形の形状をしていることが明らかとなった．また，透過型光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡（TEM）の観察により，FGP過剰発現体の緑色花弁の柔細胞には，チラコイド膜が発達し，デンプン粒が存在する，葉緑体が多数観察された．以上のことから，FGP過剰発現体の緑色花弁は，基本的な花弁の要素を保ちながらも，アイデンティティが葉に近づいていることが示された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
① FGPを活用した緑色かつ花持ちの良い花きの分子育種技術の確立：上述のように，花弁特異性が高く，遺伝子の発現能力も高い［InMYB1上流332-121 bp×3-TATA-Ω］の開発に成功したが，その開発に注力したため，全体としてベクターの構築が遅れている．しかしながら，現在，この花弁特異性が高く，遺伝子の発現能力が高いプロモーターを用いた，［InMYB1 332-121×3-TATA-Ω::ADH UTR-FGP-HSP ter］ベクターの構築を進めており，数ヶ月以内にベクターが完成する予定である．このベクターが，構築できるまでは，従来から用いてきたCaMV 35Sプロモーター下でFGPを発現させるベクターを用いて，様々な花きへの形質転換実験を先行して進めるため，全体として研究が大きく遅延することはない．したがって，やや研究の遅れはあるものの，良い方向への研究の変更にともなうものであり，遅れの挽回も容易なレベルである．
② FGPによる花弁緑色化，花形の変化，花の寿命延長のメカニズムの解明：当初計画通りに順調に研究が進展し，『FGP過剰発現体の緑色花弁は，基本的な花弁の要素を保ちながらも，アイデンティティが葉に近づいている』といった重要な発見があり，次年度以降の研究の基礎となる知見が得られた．
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| 今後の研究の推進方策 |
① FGPを活用した緑色かつ花持ちの良い花きの分子育種技術の確立：平成27年度に作成が完了予定であった「花弁特異的FGP発現ベクター（InMYB1 332-121×3-TATA-Ω::ADH UTR-FGP-HSP ter）」の作成が遅れているため，その完成を急ぐ．しかしながら，その完成を待っていては実験に遅れが出てしまうため，従来から用いてきたCaMV 35Sプロモーター下でFGPを発現させるベクターを用いて，様々な花きへの形質転換実験を先行して進める．「花弁特異的FGP発現ベクター」が完成次第，このベクターを用いた形質転換に切り替える．具体的には，白花のトレニア，ユウガオ，セキチク，ミヤコグサなどに形質転換を行う．これらを選定した理由は，形質転換が比較的容易で，形質転換から開花までの期間が長くないもの，且つ分類学的に双子葉植物の広い科や目をカバーするためである．また，白と赤などのバイカラーの花きへの形質転換を行い，トリカラーの花の作出も試みる．
② FGPによる花弁緑色化，花形の変化，花の寿命延長のメカニズムの解明：FGP過剰発現体におけるトランスクリプトミクス，メタボロミクス，ホルモノミクスを実施する．トランスクリプトミクスは，シロイヌナズナについてはマイクロアレイ解析，アサガオについてはRNAseqを実施する．理化学研究所の協力を得て，メタボロミクスは主に二次代謝産物をターゲットとしたLC-TOF-MS解析，ホルモノミクスはLC-TripleQ-MSを行う．これらデータのマイニングから，花弁緑色化，花形の変化，花の寿命延長に関わる遺伝子や代謝物，植物ホルモンを絞り込む．
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