| 研究課題/領域番号 |
17K15225
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
出口 亜由美 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 特任助教 (20780563)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | アントシアニン / 花色 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，花色の改変や機能性物質の高蓄積化が見込めるアントシアニンの細胞層別蓄積制御を可能とするために，各細胞層においてアントシアニン蓄積の能否を決定する遺伝子を特定する．本年度は，花弁裏の白いカーネーション（Dianthus caryophyllus. L）‘ミネルバ’を用いて，花弁三細胞層［向軸面表層（着色あり），内層（着色なし），背軸面表層（着色なし）］のレーザーマイクロダイセクションによる単離回収を行い，cDNA増幅を行った後，トランスクリプトーム解析（RNA-seq）に供試した．しかしながら，微生物のコンタミネーションがあり正確な結果を得ることはできなかった．cDNA合成までは順調であったため，これらのサンプルは，候補遺伝子が絞り込めた際にリアルタイムRT-PCRにより発現量差を調査するために用いるつもりである．
花弁裏の白いカーネーションは花弁周縁部にもアントシアニンを蓄積しておらず，縁白を示す．‘ミネルバ’の花弁周縁部と中央部とでRNA-seqを行ったところ，転写因子を含むいくつかのアントシアニン合成関与遺伝子に発現量差がみられた．さらに，‘ミネルバ’と赤系単色品種‘ベルク’において，花弁周縁部と中央部とでリアルタイムRT-PCRを行ったところ，‘ミネルバ’でのみ白色周縁部で発現量が低い遺伝子として，あるbHLH様転写因子，フラバノン3-水酸化酵素遺伝子，ジヒドロフラボノール4-還元酵素遺伝子，アントシアニジン合成酵素遺伝子およびフラボノイド3'-水酸化酵素遺伝子がみつかった．これらの遺伝子は縁白形成だけでなく，花弁裏に着色が生じないことにも関与している可能性が考えられた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
花弁縁白形成に関わる遺伝子はほぼ特定できたため上記のように評価した．当初の予定であった三細胞層でのRNA-seqは結果を得ることができなかったが，サンプルはリアルタイムRT-PCRに使用できることを確認しており，これらを使用すれば花弁裏および内層のアントシアニン蓄積の能否を左右する遺伝子も調査できるものと考えられる．また，交配後代の解析によるゲノムからのアプローチについては，後代が得られず頓挫したが，bHLH様転写因子の発現制御であることがわかったことから，プロモーター領域等の解析からゲノムへのアプローチは可能であると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
レーザーマイクロダイセクションにより回収した花弁三細胞層のcDNAサンプルを用いて，縁白形成への関与が考えられた遺伝子についてリアルタイムRT-PCRを行い，各細胞層の着色と相関のみられる遺伝子を探索する．また，これに加えて花弁切片を用いたin situ hybridizationを行い，関与の疑われる遺伝子の発現部位を正確に特定する予定である．
花弁でのアントシアニン蓄積は形態形成とも関与している可能性があるため，‘ミネルバ’花弁周縁部および中心部でのRNA-seqデータから，形態形成関連遺伝子を抽出し，アントシアニン合成関連遺伝子と同様に赤系単色品種も用いたリアルタイムRT-PCRによる比較およびin situ hybridizationによる発現部位特定を行い，着色との関与を調査する．
また，本研究期間中に後代の解析までは至らない可能性があるが，将来的な解析材料を確保するため，縁白品種と赤色単色品種との交配は継続して行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
RNA-seqの外注費が当初の予定よりも低く抑えられたこと，および国際学会への参加を本年度は見送ったことにより次年度使用額が生じた．実験計画の変更により試薬等の物品費での支出が予定よりも多くなり，翌年度も実験を継続して行うことになった．翌年度分として請求していた助成金は旅費や論文投稿料等の最低限の金額であったため，今回生じた次年度使用額は実験試薬等の物品費として，また，追加の学会参加費用（旅費）として使用する予定である．
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