クラスB遺伝子の共発現によりトレニアの萼は花弁化し八重形質をもたらす

要約

クラスB遺伝子TfDEFおよびTfGLOを共発現したトレニア組換え体では、萼が花弁様に変化して八重化し、さらには花柄が消失する。TfDEFおよびTfGLOの機能を制御することで、トレニアの花形を変化させることが可能になる。

  • キーワード:トレニア、萼、クラスB遺伝子、花弁化、八重
  • 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

トレニアは夏の花壇用花きとして知られており様々な花色の品種が流通しているが、一方で、花形に関するレパートリーは依然として乏しい。クラスB遺伝子は2種類(AP3/DEFおよび PI/GLO)存在し、多くの植物種で花弁形成に関する機能が保存されている。また、クラスB遺伝子は進化の過程で花器官における発現部位が変遷しており、様々な植物種の花器官に形態変化をもたらしたことが知られている。これまで、2種類のトレニアクラスB遺伝子TfDEFおよび TfGLOそれぞれを単独で過剰発現しても萼は完全には花弁化しなかった。本研究では、2種類のトレニアクラスB遺伝子の機能を同時に制御することで、花器官へ新しい形質を付与する技術開発を目的とする。

成果の内容・特徴

  • TfDEF/TfGLO共発現トレニアでは、萼が花弁様に変化する(図1)。
  • TfDEF/TfGLO共発現トレニアの花弁様の萼では、野生型の花弁のようにブロッチや融合した雄蕊は見られないが、その他の点で花弁の形態と類似しており(図2)、花弁色素(アントシアニン)の組成や色素量、また細胞の形(図3)もほぼ同じである。これらの結果から、TfDEF/TfGLO共発現トレニアでは、萼が花弁化していると考えられる。
  • TfDEF/TfGLO共抑制トレニアでは、TfDEF/TfGLO共発現トレニアの結果とは逆に、花弁が萼化している。これらの結果から、トレニアの花弁形成は、TfDEFおよびTfGLOにより制御されていると考えられる。
  • 野生型トレニアでは花柄が見られるが、TfDEF/TfGLO共発現トレニアでは花柄が消失する(図4)。

成果の活用面・留意点

  • クラスB遺伝子は高等植物で広く保存されていることから、本成果は他の園芸植物でも萼を花弁化する技術となる可能性が高い。
  • 花柄の形成に関する分子機構の解明とこれを利用した花形(草姿)の改変に役立つ。

具体的データ

図1～4

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
  • 中課題整理番号:141h0
  • 予算区分:交付金、競争的資金(農食事業)
  • 研究期間:2011～2014年度
  • 研究担当者:佐々木克友、山口博康、中山真義、間竜太郎、大坪憲弘
  • 発表論文等:Sasaki K. et al. (2014) Plant Mol. Biol. 86(3):319-334