ウリ科植物の巻きひげ分化の分子機構の解明

葫芦科植物卷须分化的分子机制的阐明

• 批准号: 22K05627
• 负责人: 園田 雅俊
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05627/
• 关键词: 巻きひげ; TCP転写調節因子; MIKC型MADS転写調節因子; TCP転写因子; MADS転写因子; 腋生分裂組織

巻きひげは、ウリ科をはじめとする一部の植物において体を支持する重要な器官である。一方、整枝誘引作業の邪魔になるため、巻きひげを持たない施設栽培に適した農業省力化用品種作出の要望があり、このためには巻きひげ形成の分子機構解明が必要である。これまでの我々の研究で、ウリ科植物の巻きひげが腋芽由来であり、巻きひげの形成にCmTCP1転写調節因子が関与することを明らかにしてきた。しかしながら、巻きひげ分化の初期過程は不明である。本研究では、CmTCP1転写調節因子の巻きひげ特異的発現を制御する転写調節因子を同定し、さらにこの転写調節因子と、腋生分裂組織の形成や側枝形成に関わる転写調節因子との関係を明らかにすることで、巻きひげ分化の初期過程を明らかにすることを目指す。巻きひげで発現している 8 種類のMIKC型MADS転写調節因子について、酵母One-Hybrid法を用いて巻きひげ特異的発現に関わるCmTCP1遺伝子上流のシス配列に結合する因子を選別した。これら因子の巻きひげにおける発現量、並びにDNA結合能からCmTCP1転写調節因子の巻きひげ特異的発現に関与する因子として1遺伝子が類推できた。モデル植物の解析から腋生分裂組織の形成や側枝形成に関わると報告されている既知の転写調節因子に相当するメロンのオーソログ遺伝子のコード配列を決定した。今後、CmTCP1転写調節因子の巻きひげ特異的発現に関与する候補遺伝子のDNA結合配列の特定を行い、同遺伝子と腋生分裂組織の形成や側枝形成に関わる転写調節因子のメロンのオーソログ遺伝子との時空間的発現解析並びに相互作用の解析を行い、巻きひげ分化の初期過程におけるこれら因子の関係性に関して国際論文等に公表する予定である。

卷须是支撑某些植物（包括葫芦科植物）身体的重要器官。另一方面，人们希望创造一种没有卷须且适合设施栽培的省力农业品种，因为它们会干扰吸引修剪的工作，为此目的，有必要阐明卷须形成的分子机制。我们迄今为止的研究表明，葫芦科的卷须源自腋芽，并且 CmTCP1 转录调节因子参与卷须的形成。然而，卷须分化的初始过程尚不清楚。在本研究中，我们鉴定了控制CmTCP1转录调节因子卷须特异性表达的转录调节因子，并进一步阐明了该转录调节因子与参与腋生分生组织形成和侧枝形成的转录调节因子之间的关系。卷须分化的初始过程。在卷须中表达的八种 MIKC 型 MADS 转录调控因子中，我们使用酵母 One-Hybrid 方法来选择那些与 CmTCP1 基因上游顺式序列结合的转录调控因子，该基因参与卷须特异性表达。根据这些因子在卷须中的表达水平及其 DNA 结合能力，可以推断一个基因是参与 CmTCP1 转录调节因子卷须特异性表达的因子。通过对模型植物的分析，我们确定了甜瓜直系同源基因的编码序列，该基因对应于已知的转录调控因子，据报道该转录调控因子参与腋生分生组织形成和侧枝形成。将来，我们将鉴定参与 CmTCP1 转录调节因子卷须特异性表达的候选基因的 DNA 结合序列，并将该基因与参与腋生分生组织形成和侧枝形成的转录调节因子的甜瓜直系同源物联系起来。我们计划进行空间表达分析和交互分析，并在国际论文中发表卷须分化早期过程中这些因素之间的关系。