シロイヌナズナの突然変異体を用いた雄蘂形成過程の研究

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花の形態に異常を持つ突然変異体として、花弁ががく片に転換し、それと同時に雄しべの先端に葯が形成されない突然変異体が分離された。この突然変異体は、温度に依存した表現型の変化を示し、低温(16℃)では前述の表現型であるが、高温(25℃)では花弁ががく片に転換すると同時に、雄しべが心皮に変化する。既知の遺伝子座の突然変異体との相補性試験の結果、この突然変異体は、PISTILLATA遺伝子(PI)の突然変異であることが判明したため、この突然変異遺伝子をpi-16と名づけた。従来知られていたPI遺伝子の突然変異体が、pi-16の高温での表現型と同様のホメオティックな器官の転換を示すことから、従来、この遺伝子は花弁と雄しべの形成の初期に、器官のidentityを決定する役割を果たしていると考えられていた。しかし、pi-16の低温での表現型は、雄しべ形成において、PI遺伝子が二つの異なるステップ、すなわち、(1)雄しべ形成と心皮形成が分岐するステップ(これは従来知られていたものである)、および、(2)後期の葯形成のステップに必須であることを示している。今年度は、このpi-16遺伝子の塩基配列の決定を行い、突然変異部位を同定した。この突然変異を起こしていた領域が、葯形成において特異的な役割を果たしている領域であると考えられる。シロイヌナズナではpiと同じ表現型を示す突然変異体としてpi以外にap3という遺伝子座が知られている。キンギョソウの突然変異体で同様の表現型を示すDEFICIENCE遺伝子の相同遺伝子をシロイヌナズナから分離し、シロイヌナズナのap3突然変異体に導入したところ、これを相補した。これによって、PI遺伝子と同様、雄しべ形成において重要な役割を演じていると考えられるAP3遺伝子についても、より詳細な解析の道が開けた。