キュウリの性分化における雄蕊原基の細胞死とエチレン作用の分子生物学的解析

黄瓜性分化过程中雄蕊原基细胞死亡和乙烯作用的分子生物学分析

基本信息

批准号：
18780022
负责人：
山崎聖司
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Fukuoka University of Education
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18780022/
关键词：
園芸学遺伝子酵素環境生理学

项目摘要

1.エチレン阻害剤処理で出現する両性花的な異常花の機能解析雌花のみを分化する雌性型キュウリ(M-F-)にエチレン阻害剤を処理すると,雄花だけでなく,両性花的な異常花も出現することは知られているが,この花が機能的な両性花であるかは不明である。そこで,エチレン阻害剤処理により出現する両性花的な異常花の生殖器官の機能を明らかにすることを目的に実験を行った。実験では,交配による種子形成の有無により雌蕊の機能を,また,グルコース培地上での花粉管の伸長の有無により雄蕊の機能を解析した。その結果,雌性型キュウリにエチレン阻害剤を処理すると,両性花的な異常花とともに,雄蕊と雌蕊の機能を合わせもつ両性花が出現することが明らかとなった。両性花的な異常花では,雌蕊が長くなるに従い,雄蕊の長さは短くなった。しかし,両性花では雄蕊の長さが3mm以上で,かつ,雌蕊の長さが雌花と同程度(28mm)以上であった。そのため,雄蕊と雌蕊の長さの関係を表したグラフにおいて,両性花は,両性花的な異常花の集団には属さないことが示された。2.キュウリの性分化とプログラム細胞死(PCD)の関係キュウリの性分化は,がく,花弁,雄蕊,雌蕊の各原基を形成する両性花的な発育段階を経た後,雄蕊または雌蕊原基の選択的な発育抑制によって起こる。そのため,雌花には雄蕊原基の痕跡が,雄花には雌蕊原基の痕跡が認められる。本研究ではキュウリの性分化に伴う生殖器官の発育抑制におけるプログラム細胞死(PCD)の関与を調べるために,花器官におけるCsl-MMPの発現を定量的RT-PCR法で解析した。マトリックス・メタロプロテアーゼ(MMP)は,細胞の運命(PCD,増殖,分化)や組織の三次元構築に関与する細胞外マトリックス(ECM)の分解酵素であり,Cs1-MMPは,キュウリ子葉の老化期からPCD期において,DNAの断片化を生じる時期の直前で強い発現を示す遺伝子である。実験の結果,Csl-MMP遺伝子は,雄花では雌蕊領域で,雌花では雄蕊領域で強い発現を示した。このことから,雄花・雌花ともに,発育しない方の生殖器官は,PCDによって退化することが示唆された。

1.乙烯抑制剂处理后出现的异常雌雄同体花的功能分析当仅分化为雌花的雌蕊黄瓜(M-F-)用乙烯抑制剂处理时，不仅出现雄花，而且出现异常雌雄同体花。已知这种花出现，目前尚不清楚这种花是否是功能性雌雄同体花。因此，我们进行了一项实验来阐明用乙烯抑制剂处理后出现的异常两性花的生殖器官的功能。在实验中，根据是否通过交配形成种子来分析雌蕊的功能，并根据在葡萄糖培养基上是否存在花粉管伸长来分析雄蕊的功能。结果表明，雌性黄瓜用乙烯抑制剂处理后，会出现异常的两性花和兼有雄蕊和雌蕊功能的两性花。在异常的雌雄同体花中，雄蕊的长度随着雌蕊的变长而变短。然而，在两性花中，雄蕊的长度超过3毫米，雌蕊的长度超过雌花的长度（28毫米）。因此，在显示雄蕊和雌蕊长度之间的关系的图中，表明两性花不属于异常两性花组。 2. 黄瓜的性分化与程序性细胞死亡（PCD）的关系黄瓜的性分化是通过雌雄同体发育阶段发生的，在该阶段中形成花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊原基，然后形成雄蕊或雌蕊原基。抑制生长。因此，在雌花中观察到雄蕊原基的痕迹，在雄花中观察到雌蕊原基的痕迹。在本研究中，我们使用定量 RT-PCR 分析了 Csl-MMP 在花器官中的表达，以研究程序性细胞死亡 (PCD) 在抑制黄瓜性分化过程中生殖器官发育中的作用。基质金属蛋白酶（MMP）是细胞外基质（ECM）降解酶，参与细胞命运（PCD、增殖、分化）和组织的三维组织，Cs1-MMP是细胞外基质（ECM）降解酶，参与细胞命运（PCD、增殖、分化）和组织的三维组织。该基因在 PCD 阶段 DNA 断裂发生之前表现出强烈表达。实验结果表明，Csl-MMP基因在雄花雌蕊区和雌花雄蕊区强表达。这表明雄花和雌花的生殖器官均未发育，并且由于 PCD 而退化。