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2016 年度 実施状況報告書

アスパラガスの雌雄性を操作する

研究課題

研究課題/領域番号 16K14843
研究機関北海道大学

研究代表者

津釜 大侑  北海道大学, 農学研究院, 助教 (10726061)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードアスパラガス / 雌雄性 / 生殖 / ホルモン・生理活性物質 / 転写因子
研究実績の概要

食用アスパラガスの性決定遺伝子の探索のため、過去に行われたRNA-Seqのデータを再解析し、AoMYB35という遺伝子が雄花特異的に発現することを見出した。シロイヌナズナにおいてAoMYB35のホモログの欠損は雄蕊の発達不全を引き起こすことが知られていたことから、この遺伝子について更なる解析を行った。その結果、AoMYB35は雄株のみに存在し雌株には存在しないという、非常に興味深いことが示唆された。AoMYB35の発現が発達初期の雄花雄蕊において特に強いということも見出した。食用アスパラガスの性決定遺伝子は比較的少数であるということが先行研究から示唆されていることも考慮すると、AoMYB35は性決定遺伝子の候補として有力であると考えられる。
先行研究において、食用アスパラガスの雄蕊が植物ホルモン・サイトカイニンを多量に含むことが示唆されていたため、その生合成と分解に関わる遺伝子のクローニングと発現解析を行った。この結果、サイトカイニン生合成遺伝子の一つであるAoLOG2は、雌株と雄株の両者に存在するものの、その発現量が雄花の雄蕊において高いことが示唆された。食用アスパラガスのタペータムの発達・退化の際の細胞内DNA含量やカロースの合成・分解のパターンについても解析した。
食用アスパラガスの花に各種植物ホルモンを与えるという試験も行った。これにおいては、オーキシンが雌蕊と雄蕊の発達を抑制し、サイトカイニンが雄花の雌蕊の発達を促進するような結果が得られたが、屋外で行ったため天候の影響を受けやすく、施用の効果が不安定になりがちであったと考えられる。このため、当該試験に関しては屋内実験系を用いた再評価が必要であると考えている。
以上の結果を基に、1件の論文発表と8件の学会発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

生理活性物質を与える試験に関しては再評価が必要であるものの、性決定遺伝子の候補として有力なものを見出すことができた。当該遺伝子は、食用アスパラガスの雌雄性決定機構を明らかにする上で非常に有用であると考えられるため。

今後の研究の推進方策

生理活性物質を与える試験に関しては、当初の計画に従って引き続き行う。この試験においては、施用の効果が安定するよう、温室で栽培された株を用いる。
計画立案当初は、サイトカイニン分解遺伝子が食用アスパラガスの性決定遺伝子の候補であると考えていたが、その遺伝子は雌株と雄株の両者に存在する。AoMYB35は、雄株特異的に存在し、かつ雄蕊の発達に関わることから、これが性決定遺伝子の候補であると現在は考えている。このため、今後はこの遺伝子についての解析に注力する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] A putative MYB35 ortholog is a candidate for the sex-determining genes in Asparagus officinalis2017

    • 著者名/発表者名
      Tsugama D, Matsuyama K, Ide M, Hayashi M, Fujino K, Masuda K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 41497

    • DOI

      10.1038/srep41497

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アスパラガスの雄性特異的遺伝子 AoMYB35 の性決定への関わりについて2017

    • 著者名/発表者名
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-30
  • [学会発表] 食用アスパラガスの性決定遺伝子の候補 AoMYB35 の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • 学会等名
      園芸学会
    • 発表場所
      日本大学(神奈川県・藤沢市)
    • 年月日
      2017-03-19 – 2017-03-20
  • [学会発表] アスパラガスの花芽におけるサイトカイニン代謝酵素遺伝子の発現と単性花形成2017

    • 著者名/発表者名
      松山光平、津釜大侑、井出真結、藤野介延、増田清
    • 学会等名
      園芸学会
    • 発表場所
      日本大学(神奈川県・藤沢市)
    • 年月日
      2017-03-19 – 2017-03-20
  • [学会発表] Characterization of a candidate sexdetermining gene in Asparagus officinalis2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tsugama, Kohei Matsuyama, Mayui Ide, Masato Hayashi, Kaien Fujino, Kiyoshi Masuda
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] アスパラガス雌花発達にともなう雄蕊退化の初期過程について2017

    • 著者名/発表者名
      井出真結、津釜大侑、藤野介延、松山光平、増田清
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] 食用アスパラガスの性決定遺伝子の候補AoMYB35のさらなる特徴づけ2016

    • 著者名/発表者名
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取県・鳥取市)
    • 年月日
      2016-09-24 – 2016-09-25
  • [学会発表] 雌雄アスパラガスの花芽発達にともなう花器官サイトカイニン量の変動とその調節2016

    • 著者名/発表者名
      松山光平、榊原均、竹林裕美子、小嶋美紀子、津釜大侑、井出真結、堀内和奈、増田清
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16 – 2016-09-18
  • [学会発表] アスパラガスの雌雄性決定遺伝子の候補の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      津釜大侑、松山光平、井出真結、藤野介延、増田清
    • 学会等名
      園芸学会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-11

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公開日: 2018-01-16  

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