CCD4遺伝子は舌状花のないキクを利用した種間交雑の花色マーカーとなる

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要約

舌状花弁を持たないキク野生種を交配親に用いる時に、CmCCD4a相同遺伝子の存在の有無を判定することで、雑種後代の舌状花弁の黄/白系色を交配前に推定できる。

キーワード:CmCCD4a相同遺伝子、白/黄花ギク、交雑育種
担当:花き研・新形質花き開発研究チーム
代表連絡先:電話029-838-6813
区分:花き
分類:技術・参考

背景・ねらい

キク舌状花弁が黄色を呈する原因は黄系カロテノイド色素の蓄積である。栽培ギクではカロテノイド酸化開裂酵素(CmCCD4a)をコードする遺伝子の存在が舌状花弁の黄/白系花色の決定を司る因子であることが明らかにされている。栽培ギクの育種において、舌状花を持たない野生種、イソギクやシオギクが小輪多花性等の有用形質を導入するために利用されている。しかし、舌状花を持たないため、交雑後代における舌状花弁の黄/白系花色の推定ができなかった。そこで、交配親として用いる舌状花弁を持たない野生種におけるCmCCD4a相同遺伝子の存在と黄/白系花色交雑後代出現の関係を調査し、舌状花を持たない野生種を利用した種間交雑における花色マーカーとしてのCmCCD4a相同遺伝子利用の可能性を検討する。

成果の内容・特徴

キク属野生種において、白色花弁を持つ種はCmCCD4a相同遺伝子を持ち、黄色花弁を持つ種はCmCCD4a相同遺伝子を持たない。一方、舌状花弁を持たないシオギク2系統、イソギク2系統の中には、CmCCD4a相同遺伝子を持つ系統と持たない系統が存在する (図1)。
CmCCD4a遺伝子は舌状花弁特異的に発現し、その翻訳産物はキク舌状花弁に含まれるカロテノイド類を分解する機能を持つが、舌状花弁を持たない野生種由来のCmCCD4a相同遺伝子も舌状花弁を白く保つ機能を保持する(図2-a, b)。
CmCCD4a相同遺伝子を持つシオギクあるいはCmCCD4a相同遺伝子を持たないイソギクと黄色舌状花弁をもつ栽培種との交配により得られたF₁後代は全て舌状花を持ち、その黄/白系花色は舌状花弁を持たない野生ギク親系統におけるCmCCD4a相同遺伝子の無/有と完全に一致する (図3)。交雑実験により、シオギク及び白色舌状花弁を持つ野生種10種 (図1)は、CmCCD4a相同遺伝子をホモで持つことが示唆されている。
舌状花弁を持たない野生種を交雑親に用いる際には、それらのCmCCD4a相同遺伝子の有無を調べることで潜在的な花色(黄/白系)の推定が可能となる。