バラを中心とした花きにおける花弁生長の生理・生化学的解析

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前年度は、バラ‘プリティーウーマン'の切り花が開花する際には、インベルターゼやアミラーゼの活性が上昇し、その活性はスクロース処理により制御されていることを明らかにした。本年度は引き続き糖代謝酵素の発現と花弁生長の関係を明らかにするための研究を進め、特に本年度は、糖代謝酵素cDNAを単離し、発現解析を試みた。その結果、液胞型インベルターゼと細胞壁型インベルターゼが数種類ずつクローニングすることが出来た。液胞型インベルターゼは、液胞に蓄積したスクロースを分解する酵素で、浸透物質の液胞への蓄積に大きく関与している酵素である。一方、細胞壁型インベルターゼは、葉から転流してきたスクロースをアポプラストで分解し、ヘキソースの形での細胞への取り込みに重要な働きを持つ。また、液胞型インベルターゼの発現解析の結果、本酵素mRNAはバラ花弁が大きく肥大生長する時期に強く見られることから、花弁生長との関係が考えられた。花弁細胞の肥大には、糖の蓄積だけでなく細胞壁のゆるみも重要な要因となる。本年度は糖代謝関連の実験を平行し、細胞の肥大生長の観察および細胞壁のゆるみを制御すると言われているエクスパンシンの解析も試みた。その結果、バラ花弁細胞ではつぼみのごく小さいステージですでに細胞分裂を停止しており、その後はまず海綿状組織の細胞肥大、引き続き表皮(特に表側の表皮)細胞の横方向への肥大が起こっていることが明らかとなった。また、エクスパンシンcDNAはバラ花弁から4つのパラログが単離され、それらの発現解析から海綿状組織の肥大と表皮細胞の肥大がそれぞれ別々のエクスパンシンパラログによって引き起こされている可能性が示唆された。本研究成果は、引き続きさらなる検討を加え、将来的には切り花の開花促進技術の開発に重要な知見となるものと思われる。