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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(雄性不稔形質を示す)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。
本研究課題では、新規の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、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作製を行い、花粉粒の表現型解析を行っている。
前年度に、3つのKCS遺伝子パラログの三重変異体について、葯発達表現型異常が観察されなかったことを報告した。また、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、BAHDアシル基転移酵素遺伝子の破壊変異体は、ポーレンコート内のヒドロキシシナモイルスペルミジンの消失が観察されたが、花粉致死形質を示さなかったことを報告した。
今年度は、これら遺伝子の四重変異体を作製した。詳細な表現型解析は現在進行中であるが、ms1突然変異体のように完全に花粉形成が阻害される表現型は示さなかった。しかし、微細なエキシンの異常は認められることから、これら遺伝子群のエキシン形成への関与が示唆された。
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