オオムギ系統間の遺伝子多型と種子発芽時のアプシジン酸応答性および種子休眠性の関係

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アブシジン酸(ABA)は種子休眠に深く関与する植物ホルモンである。本研究では、ABA生合成および代謝の重要な段階を触媒する酵素9-cis epoxycarotenoid dioxygenase(NCED)およびABA 8'-hydroxylase(CYP707A)の遺伝子発現をABA量の制御の指標として、二条オオムギ(Hordeum vulgare L.)品種の種子休眠性とABA量の制御との関係について解析した。種子休眠性の強い品種「イシュクシラズ(Is)」と弱い品種「ニシノチカラ(Ni)」の種子を材料として、種子吸水過程における2種のNCED遺伝子(HvNCED1,HvNCED2)および2種のCYP707A遺伝子(HvCYP707A1,HvCYP707A2)の発現解析を行う共に、内生ABA量の定量分析を行った。その結果、種子休眠性の強いIsで吸水後の種子胚における内生ABA量が多いこと、また、HvNCED1およびHvCYP707A1の発現パターンと種子胚の内生ABA量の変化とは良く相関していることが明らかになった。よって、種子吸水過程では、ABA関連遺伝子の発現制御を介したABA生合成・代謝の調節が、高い内生ABA量の維持につながり、その結果、種子発芽が抑制されている可能性が考えられる。さらに、IsとNiの組換え近交系(RILs)を材料として、種子休眠性に関連した量的形質遺伝子座(QTL)の解析を行った。その結果、IsとNiの間には5H染色体上に寄与率の高い休眠関連QTLが存在することを明らかにした。他の品種間でも5H染色体上に存在する休眠関連QTLの報告があることから、オオムギ種子の休眠性に関与する重要な遺伝子が5H染色体上に存在するものと考えられる。