花芽におけるサイトカイニンシグナルの局在がトレニアに装飾的な花形を誘導する

要約

トレニアの花芽にサイトカイニンの分解を阻害するホルクロルフェニュロンを処理すると、処理時期の花芽発達ステージによって花芽内でサイトカイニンシグナルが局在化し、その位置によって花弁周縁の鋸歯や形の異なる副花冠が誘導される。

  • キーワード:サイトカイニンシグナル、トレニア、鋸歯、形態形成、副花冠
  • 担当:日本型施設園芸・新形質花き創出
  • 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
  • 分類:研究成果情報

背景・ねらい

八重、副花冠、鋸歯といった花の多様な形態は、花の観賞価値を向上させるのに重要な要素である。トレニアの蕾にサイトカイニンの代謝阻害剤であるホルクロルフェニュロン(CPPU)を処理することにより、処理時の花芽発達ステージに依存して、新たに形の異なる副花冠や花弁周縁の鋸歯が誘導される。その際の花芽内における時間的、空間的なサイトカイニンシグナルの変動を解析することにより、副花冠や鋸歯の誘導に必要なサイトカイニンシグナルの局在パターンを明らかにする。

成果の内容・特徴

  • サイトカイニンのシグナル強度の指標となるサイトカイニン酸化酵素遺伝子(TfCKX5)の発現量は、萼、花弁、雄蕊、雌蕊のいずれの花器官においても、CPPU処理後1日目から大きく上昇し、花芽にCPPU処理による初期の形態変化が認められる5日目まで高い(図1)。サイトカイニンの初期情報伝達に関わるタイプAレスポンスレギュレーター遺伝子(TfRR1)についても同様である(図略)。
  • 萼片伸長期の花芽にCPPU処理を行った場合は幅広い副花冠が誘導され、TfCKX5は副花冠の発生位置である雄蕊原基の背軸側で強く発現する(図2上段)。
  • 花弁伸長初期の花芽にCPPU処理を行った場合は細長い副花冠が誘導され、TfCKX5は雄蕊の基部ならびに副花冠の発生位置である花弁の基部から中央部にかけて強く発現する(図2中段)。
  • 一方、花弁伸長中期の花芽にCPPU処理を行った場合は花弁の鋸歯のみが誘導され、TfCKX5は鋸歯の形成に必要な維管束の配列パターンの変化が起こる花弁の中央部から先端部にかけて強く発現する(図2下段)。
  • TfCKX5と同様の発現の局在化は、TfRR1においても認められる(図略)。
  • 以上の結果から、CPPU処理による副花冠および花弁の鋸歯の発生は、それらが形成される花芽内の特定の部位でサイトカイニンシグナルが持続的に高まることによって誘導されると考えられる。

成果の活用面・留意点

  • 花き全般における花の形態形成機構の解明に役立つ。
  • 花の形態制御技術開発のための基礎的知見となる。

具体的データ

 図1～2

その他

  • 中課題名:分子生物学的手法による新形質花きの創出
  • 中課題番号:141h0
  • 予算区分:交付金、科研費
  • 研究期間:2005～2012年度
  • 研究担当者:仁木智哉、仁木朋子、西島隆明
  • 発表論文等:Niki T. et al. (2013) J. Japan. Soc. Hort. Sci. 82: 69–77