| 研究課題/領域番号 |
20K06016
|
|---|
| 研究機関 | 岡山大学 |
|---|
研究代表者 |
藤田 尚子 岡山大学, 環境生命科学学域, 特任助教 (50646966)
|
|---|
| 研究分担者 |
赤木 剛士 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (50611919)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 花の性 / 開花性 / 花寿命 / ヒロハノマンテマ / 黒穂菌 / 性的二型 / 性操作 / 植物微生物相互作用 |
|---|
| 研究実績の概要 |
花の開花・性・花寿命は繁殖率や生存率を左右する重要形質であると同時に、花の品質にも大きく影響する。本研究では、花の性を変える菌（黒穂菌、Microbotryum lychnidis-dioicae）を利用して、外的因子による重要花形質の改変の可能性を探索した。黒穂菌の宿主であるナデシコ科Silene属ヒロハノマンテマはXY型の性染色体によって遺伝的に性が決まる雌雄異株植物だが、黒穂菌が感染すると雌花がオス化する（外的因子による性の変化）。花の「開花期」と「寿命」（花持ち）は多くの植物で雌雄差がみられる形質であり、ヒロハノマンテマの場合、オスよりメスのほうが開花までの日数が短く、花寿命はメスの方が長い。菌感染を利用して性転換を誘導したところ、(1)開花性は性表現と連動、(2)花寿命（花持ち）は性表現と関係なく延長することがわかった。これら二点について、その分子機構を解析した。
(1)に関して、花芽原基形成のごく初期段階におけるRNA-seq解析を行い、性表現と連動する発現変動遺伝子から候補因子群を得た。候補因子について、シロイヌナズナ過剰発現体の作成、ヒロハノマンテマの培養細胞系を用いた発現解析、ウイルスベクターを用いた遺伝子ノックダウンを行い、開花性と性決定経路の中間因子AGL24を特定した。
(2)に関して、菌感染により花延命した花弁のRNA-seq解析を行った結果、老化ホルモンとして知られるエチレンのシグナル伝達に関わる転写因子EIN3と、EIN3結合F-BOXタンパク質EBF1の発現変動が見出された。
以上の結果から、外的因子による「開花」「性」「花寿命」の人為的操作の標的遺伝子候補を特定し、「開花性」と「性」の連動性と、「花寿命」の独立性を明らかにした。
|
