エチレン低感受性花きにおけるWRKYおよびNAC転写因子による老化制御機構の解明

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Ornithogalum thyrsoidesは球根類の観賞作物であり，その小花はエチレン感受性が低い．本研究ではO. thyrsoides花被の遺伝子発現をトランスクリプトーム (RNA-seq) 解析し，花の老化の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした．植物は秋田県立大学の温室において栽培し，収穫後の切り花を宇都宮大学に乾式輸送した．切り花は相対湿度 60%，気温20～21℃，白色蛍光灯の24時間日長下に置いた．O. thyrsoidesは花序の基部から先端にかけて順番に開花し，小花は1週間ほどでしおれ始め，10日ほどで完全にしおれた．花被を満開 (FB)，早期老化 (ES)，完全老化 (CS)の 3ステージでサンプリングし，RNA-seq解析を行った．FB vs ES および FB vs CS の比較により，それぞれ 578 および 1,173 の差次的に発現する遺伝子 (DEG) が特定された．ES対CSで有意なDEGは検出されなかった．遺伝子オントロジー (GO) 解析によりポリガラクツロナーゼ活性に関連する GO 用語が FB よりも CS で有意にエンリッチされ，膜貫通輸送および光化学系 IとII が ES および CS と比較して FB でより豊富であった．老化に強く関連するプロテアーゼであることが知られている老化特異的システインプロテアーゼSAG39，チオールプロテアーゼSEN102，およびメタカスパーゼ-9の転写産物（TPM）は，FBと比較してESおよびCSで有意に増加した．NAC100，NAC021，ONAC010，NAC002および NAC048 等の NAC 転写因子遺伝子の発現は老化期に増加したことから，これらの転写因子が花被片の老化に関与していることが示唆された．