ニセツリガネゴケ茎頂分裂組織での器官形成に関するホメオボックス遺伝子の機能解析

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(1)HD-ZIP遺伝子:ニセツリガネゴケ原糸体、茎葉体由来の全RNAおよびpolyA RNAよりRTPCR法により、11個のHD-ZIP型のホメオボックス遺伝子(PpHB遺伝子)クローニングし、これらの塩基配列を決定した。従来、HD-ZIP遺伝子は、アミノ酸配列の類似から、クラス1とクラス2に分かれることが知られていた。アミノ酸配列情報から、遺伝子系統樹を作成すると、今回得られた11個のPpHB遺伝子のうち9つがクラス1、2つがクラス2に属することがわかった。クラス1に属するPpHB遺伝子は、互いにアミノ酸配列が類似しており、単系統群を形成する。被子植物のクラス1HDZIP遺伝子間のアミノ酸配列の変異に較べ、9つのニセツリガネゴケPpHD遺伝子は互いに変異が少なかった。PpHB5はクラス2に属した。PpHB4遺伝子はPpHB5と被子植物クラス2の遺伝子の外側、すなわち、クラス1とクラス2の中間的な位置にクラスターした。PpHB4遺伝子は、クラス1、2とは別の新しいクラスを形成する遺伝子である可能性が高い。(2)KNOX遺伝子:(1)と同様の方法により、1つのKNOX遺伝子がクローニングできた。KNOX遺伝子はクラス1とクラス2の2つのグループに分かれることが知られている。クラス1は茎頂分裂組織の維持などに必要であることが知られている。これまでシロイヌナズナから3つのクラス1遺伝子がクローニングされており、他の被子植物でも複数のクラス1遺伝子の存在が知られている。今回得られたPpKN1遺伝子は、これまで知られている被子植物、シダ類を含めた全てのクラス1遺伝子の根元にクラスターし、この遺伝子がクラス1KNOX遺伝子の祖先的機能を維持している可能性があり被子植物のKNOX遺伝子機能を推定するうえで興味深いことがわかった。