Study on the flexible sex determination in hexaploid persimmon

六倍体柿子灵活性别决定的研究

基本信息

批准号：
19J23361
负责人：
増田佳苗
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

作物の性表現は栽培・育種において考慮すべき最重要形質の一つである。カキ属の野生二倍体種は画一的な性別を示す、一方で、六倍体の栽培ガキはこの性表現に揺らぎを持ち、雌花・雄花両者の着生や両性花の派生が見られる。六倍体の栽培ガキは性表現に揺らぎを持ち、OGI/MeGI二つの最上流因子における「エピジェネティック制御による不安定性の獲得」が鍵となることが分かっている。しかし、この性表現の不安定性を統御する遺伝的・環境的要因はこれまで全く理解されていない。本研究では、六倍体カキの性の揺らぎについて(1)エピジェネティク制御によるOGI/MeGIの不安定化、(2)雄花からの両性花の派生の2点に関する調査を行い、植物の多様な性表現を制御する技術の開発、およびゲノム倍化が駆動する性の揺らぎの進化過程の解明を目指してきた。(1)に関して、植物ホルモン解析・トランスクリプトーム解析による雌雄花の着生バランス決定要因の探索を行った。雌雄決定期の花芽を採取し、高頻度で雄になる芽ではJA量が増加しており、JA関連に関わるストレス応答経路が機能していたことから、JAを中心としたシグナル応答経路が雄花着花に関わる可能性が考えられた。(2)に関して、前年度の解析から、雌器官形成促進を担う因子候補として、シロイヌナズナのRADIALISオーソログが同定された。本年は、形質転換実験による両性花派生の決定因子の機能証明を行った。オス化したモデル植物にカキのRADIALIS様遺伝子を導入したところ、実際に雌蕊伸長が観察され、予想と一致してRADIALIS様遺伝子が両性花派生の鍵因子として機能することが示唆され、既存のOGI/MeGIとは異なる新規因子が両性花への先祖帰りに関わることが明らかとなった。

耕作和繁殖时，作物性表达是要考虑的最重要的特征之一。牡蛎属的野生二倍体物种表现出均匀的性别，而十六世纪品种在这种性表达方面有差异，雌性和雄花都是附生和两性花朵的花朵。六倍体培养官具有挥发性的性表达，并且发现在OGI/MEGI的两个最高因素中“通过表观遗传控制获得不稳定”。但是，根本没有理解控制这种性表达不稳定的遗传和环境因素。在这项研究中，我们研究了有关六倍体牡蛎的性波动的两点：（1）通过表观遗传控制对OGI/MEGI的不稳定，（2）（2）雄花的衍生物来自雄花，并旨在通过对植物的性表达进行多样化，并通过阐明性能逐渐发展，并阐明了性能的多样性。关于（1），我们研究了通过植物激素分析和转录组分析来确定雌花和雌性花生平衡的因素。在男性和女性决策阶段收集的芽中的JA量，经常是雄性，芽增加，并且与JA相关的应力反应途径起作用，使以JA为中心的信号反应途径可能与雄性花形花有关。关于（2），上一年的分析将拟南芥radialis直系同源物确定为负责促进女性器官发生的候选因素。今年，我们通过转化实验进行了两性花衍生的决定因素的功能证明。当将牡蛎类似径向的基因引入雄性模型植物中时，实际上观察到了雌性伸展，并且与期望一致，建议类似径向的基因作为两性衍生物的关键因素，并且发现与现有的OGI/Megi伴随着返回Amphoteric Flowers的新颖因素不同。