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2013 年度 実績報告書

花の寿命を支配している遺伝子群の同定

研究課題

研究課題/領域番号 23688004
研究機関東京農工大学

研究代表者

山田 哲也  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20422511)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードアサガオ / 花弁老化 / 開花 / 暗期応答 / 次世代シーケンサー / トランスクリプトーム解析 / アセンブラ / 参照配列
研究実績の概要

本年度に得られた成果は以下の通りである.
1. 前年度は,アサガオ品種‘紫’の開花前の花蕾の花弁が8時間以上の暗期を受けると開花が直ちに誘導されることを明らかにし,そのような暗期誘導性の開花に関わる遺伝子群をSSH法およびRACE法で単離した.本年度は,それらの遺伝子の転写量の変動を詳細に調査し,暗期誘導性の開花時の花弁で特異的に転写が誘導されている2種類の暗期応答遺伝子を特定した.また,それらの遺伝子が概日時計による転写制御を受けていることを示唆する結果を得た.
2. 花持ち性に差異のあるアサガオ品種‘紫’と‘北京天壇’の切り花へのエチレン処理が花弁老化やエチレン関連・老化関連転写因子遺伝子の転写に及ぼす影響を評価し,花弁のエチレン感受性および遺伝子(InETR2,InNAP,InORE1)のエチレン応答性に系統間差異を見出した.また,花持ち性に差異のある複数の系統間でInNAPのプロモーター領域を比較したところ,エチレン応答性のシスエレメントに共通のSNPを検出した.
3. シロイヌナズナのRNA-seqデータを用い,de novoアセンブルによるcDNAコンティグ群を作成し,その中から重複配列を除けば,比較トランスクリプトーム解析用の参照配列として使用可能であることが判明した.この知見に基づき,アサガオ花弁のRNA-seqデータで参照配列を構築し,花持ち性の差異のある‘北京天壇’と‘獅子牡丹’の花弁について,比較トランスクリプトーム解析を行った.その結果,花持ち性の差異にはエチレンやABA関連遺伝子の転写量の差異が関与することが示唆された.
4. アサガオ品種‘北京天壇’と‘獅子牡丹’の花弁老化の差異に関わる遺伝子のQTL-seqでの同定に必要な試料を採取した.F2個体について,花弁老化を定量的に評価するとともに,各個体の葉からQTL-seq用のDNAサンプルを抽出した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成25年12月,提供元のライフテクノロジー社で予定されていたIon Proton II chipの販売が延期され,納品が平成26年4月以降になることが判明したため,シーケンス解析の延期と,F2個体の再育成および表現型再解析,F2個体からのゲノムDNA再抽出による解析試料の更新が必要になった.その結果,シーケンス解析の開始が5ヶ月以上遅延することとなった.

今後の研究の推進方策

研究計画中にある「次世代シーケンサーを用いた解析」は,1)ゲノム未解読の材料(アサガオ)を使用しているため,解析手法を新たに確立する必要がある,2)解析装置が不安定なため,限られた予算内で解析に必要なデータを十分に得ることが困難である,3)解析に必要な消耗品の供給が不安定なため,予定通りに実験を実施できないなどの理由から,遅れがでている.これらの対応策は今のところないため,SSH法による開花や花弁老化の制御に関わる暗期応答性遺伝子の同定や,qPCR法による花持ち性の品種間差異に関わるエチレン関連遺伝子ならびに老化関連転写因子遺伝子の同定など,次世代シーケンサーを用いない解析でも,研究目的(花の寿命を支配している遺伝子群の同定)を達成するための実験を実施している.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Expression of an AtNAP gene homolog in senescing morning glory (Ipomoea nil) petals of two cultivars with a different flower life span2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Shinozaki, Toshimitsu Tanaka, Isao Ogiwara, Motoki Kanekatsu, Wouter G. van Doorn, Tetsuya Yamada
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology

      巻: 171 ページ: 633-638

    • DOI

      10.1016/j.jplph.2014.01.008

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 花持ち性に差異のあるアサガオ2品種間の花弁に見出されたエチレン感受性の違い2014

    • 著者名/発表者名
      石井裕也、田中俊光、篠崎良仁、金勝一樹、山田哲也
    • 学会等名
      日本育種学会第125回
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-03-20 – 2014-03-22
  • [学会発表] 花持ち性に差異のあるアサガオ2系統間の花弁における次世代シーケンサーを用いた比較トランスクリプトーム解析2013

    • 著者名/発表者名
      小野華子、石井一夫、古崎利紀、 山田哲也、金勝一樹
    • 学会等名
      園芸学会平成25年度秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2013-09-20 – 2013-09-22
  • [学会発表] 暗期応答性を示すアサガオの開花に伴う花弁でのエクスパンシンおよびエンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素遺伝子の発現変動2013

    • 著者名/発表者名
      田中龍佑、篠崎良仁、小野華子、山田哲也、金勝一樹
    • 学会等名
      園芸学会平成25年度秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2013-09-20 – 2013-09-22

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公開日: 2016-06-01  

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