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花粉壁外層はエキシンと呼ばれ、脂質とフェノール化合物を主成分としたポリマー(スポロポレニン)から成ると提唱されているが、詳細な構造は不明である。代表者は、シロイヌナズナ転写因子MS1遺伝子の突然変異体を用いた解析から、エキシン形成に関与することが示唆される脂質とフェノール化合物の生合成・代謝系酵素遺伝子群のホモローグを同定している。
スポロポレニン生合成遺伝子群を明らかにして、そのポリマー構造を推定するために、本年度は候補遺伝子群のうち、3-ketoacyl-CoA合成酵素(KCS)および、BAHDアシル基転移酵素に注目し、シロイヌナズナのT-DNAおよびトランスポゾン挿入変異体の単離、解析を行った。
3つのKCS遺伝子パラログについて各遺伝子の破壊変異体を単離した。これらは葯発達に関する表現型異常が認められなかったので三重変異体を作製したが、これも葯発達表現型異常は観察されなかった。
さらに、1つのBAHDアシル基転移酵素遺伝子の破壊変異体も単離したが、葯発達異常は認められなかった。そこで、代謝物レベルでの表現型を野生型と比較した。LC-MS/MS解析の結果、ヒドロキシシナモイルスペルミジン及びその誘導体が、この変異体では検出されなかった。このことから、この酵素は、ヒドロキシシナモン酸とスペルミジンとのアミド化酵素であることが示唆された。
以上から、花粉形成過程でのヒドロキシシナモイルスペルミジンの重要性が示唆された。
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