ダイズの耐湿性形質である二次通気組織に蓄積するトリテルペノイドの機能解明

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ダイズは，土壌中の水分が過剰となる過湿土壌で胚軸や根，根粒といった組織に二次通気組織と呼ばれる白いスポンジ状の組織を形成する．この二次通気組織は，大気中の空気を過湿土壌中の地下部組織へと輸送するための輸送路として機能している．これまでの解析から，ダイズの二次通気組織ではトリテルペノイドの一種であるルペオール，ベツリン，ベツリン酸といいた物資が高蓄積していることが明らかとなっている．そこで本研究では二次通気組織形成時にこれらの物質の蓄積に関与する遺伝子を同定することを試みた．ダイズゲノム中からルペオール合成酵素を2遺伝子，CYP716Aファミリー遺伝子を3遺伝子同定した．これら遺伝子の発現解析を行ったところ，ルペオール合成酵素は1遺伝子が，CYP716Aファミリーの遺伝子は2遺伝子が二次通気組織形成時に高発現していた．これらの遺伝子について組織特異的な発現解析を行ったところ，これらの遺伝子が二次通気組織特異的に高発現していることが明らかとなった．また，これらの遺伝子由来のタンパク質が，ルペオール，ベツリン，ベツリン酸といったトリテルペノイドの合成に関わることも明らかにした．さらに，二次通気組織形成時に発現が誘導される配糖化酵素も同定した．今後は，これら遺伝子の機能解析を行うことで，トリテルペノイドの二次通気組織における役割が明らかになることが期待される．また，遺伝子発現解析に加えて，遺伝解析を行うために二次通気組織を形成するまでの期間が通常の品種よりも早い品種と品種エンレイのF1個体からF2集団を作成した．得られたF2集団を用いてQTL解析を行うことで二次通気組織の早期形成に関わる遺伝子領域の同定とそのダイズ耐湿性への効果が明らかになることが期待される．