トルコギキョウにおける低温遭遇による花成関連遺伝子の発現誘導

要約

トルコギキョウにおいて花成促進因子Flowering Locus TおよびSuppressor of CO1の相同遺伝子の発現誘導には低温遭遇が必要である。また、花成抑制因子Flowering Locus Cの相同遺伝子は低温環境下で発現量が増加する。

  • キーワード:トルコギキョウ、低温遭遇、遺伝子発現
  • 担当:日本型施設園芸・花き効率生産
  • 代表連絡先:電話 029-838-6801
  • 研究所名:花き研究所・花き研究領域、近畿中国四国農業研究センター・傾斜地園芸研究領域
  • 分類:研究成果情報

背景・ねらい

トルコギキョウ(Eustoma grandiflorum)は低温遭遇後の温暖かつ長日条件で花芽を分化するため、自然条件での開花季節は春から夏になる。低温遭遇がトルコギキョウの花成に及ぼす影響についての基礎的な知見を得ることは、開花調節技術の確立やその理解のために役立つと考えられる。モデル植物であるシロイヌナズナにおいては、Flowering Locus T(FT)およびSuppressor of CO1(SOC1)などの遺伝子が花成を促進すること、低温遭遇以前にはFlowering Locus C(FLC)遺伝子が高発現してFTやSOC1の発現を抑制すること、などが開花期調節の重要な要因であることが知られている。本研究では、トルコギキョウよりこれらの相同遺伝子を単離し、低温遭遇が開花に及ぼす影響と遺伝子発現との関連について検討した。

成果の内容・特徴

  • シロイヌナズナのFT、SOC1あるいはFLC配列をもとに逆転写-PCR、ライブラリスクリーニングでトルコギキョウにおける相同遺伝子であるEgFT、EgSOC1、EgFLCを単離する。
  • EgFTおよびEgSOC1を過剰発現させたシロイヌナズナでは対照区と比べて、発蕾日が早くなり、頂端分裂組織で花芽が形成されるまでに分化する本葉の枚数が少なくなる。EgFLCを過剰発現させた場合は発蕾日が遅くなり、本葉の枚数が多くなる(表1)。EgFTおよびEgSOC1は頂端分裂組織における花芽分化を促進する機能、EgFLCは抑制する機能を有する。
  • トルコギキョウでは低温処理を行うことですべての個体が開花し、無処理区ではすべての個体がロゼット化する(データ省略)。EgFTおよびEgSOC1の発現は低温遭遇後の温暖条件下で上昇する(図1A、B)。低温遭遇の刺激がEgFTおよびEgSOC1の発現を誘導し、花成を促進する。
  • EgFLCの発現は低温処理中に上昇する(図1C)。また、開花しなかった無処理区では発現が低いままである。EgFLCは低温遭遇前の花芽分化抑制ではなく、低温期間継続中の花芽分化抑制に関与していると考えられる。

成果の活用面・留意点

  • トルコギキョウの固定品種'天竜ホワイト'を用いた結果である。
  • 28°C、16時間日長の人工気象器で40日間育苗した苗を、0日あるいは40日間低温処理(10°C、弱光16時間日長)した後、元の環境に戻して生育させた結果である。

具体的データ

表1.トルコギキョウの遺伝子を発現させた シロイヌナズナの開花特性
図1. 低温処理がEgFT(A)、EgSOC1(B)、EgFLC(C)の発現に及ぼす影響

(中野善公、久松 完)

その他

  • 中課題名:生育開花機構の解明によるキク等の主要花きの効率的計画生産技術の開発
  • 中課題番号:141e0
  • 予算区分:交付金
  • 研究期間:2011年度
  • 研究担当者:中野善公、久松 完
  • 発表論文等:Nakano Y. et al. (2011) Physiologia Plantarum 141(4) 383-393