Analysis of cell wall loosening of petals aiming for regulation of flower opening in postharvest condition

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、細胞壁強度の調節によるバラの切り花品質の向上をめざし、細胞壁の緩みとバラ花弁細胞の肥大成長の関係を明らかにすることを目的とした。これまでの報告で、トマトの頂端分裂組織では「細胞壁の緩み」が葉の原基形成の引き金になっていることが分かっている。その頂端分裂組織には、細胞壁関連のタンパク質として「エクスパンシン」や「エンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)」の存在が確認されている。つまりこれらのタンパク質は組織の形態形成に重要な機能があるものと思われる。これらタンパク質・酵素の花弁での働きを解明し、細胞壁の緩みと花弁肥大成長との関係を詳細に明らかにすることを本研究では目指してきた。本研究により、バラ花弁から3種類のαエクスパンシンと4種類のXTHのcDNAを単離することが出来た。それぞれのmRNAの発現をバラ花弁の発育ステージ別に解析した結果、それぞれのパラログは異なった発現パターンを示しており、バラ花弁肥大成長に対しパラログ間で異なった時期に機能している可能性が示唆された。また、これらのタンパク質を含む細胞壁局在タンパク質画分がバラ花弁の細胞壁強度を緩める働きがあることを示した。さらに、XTHの特異的な阻害剤であると推定されているフコシルラクトースがバラ花弁におけるXTH遺伝子の発現を制御している可能性を見出した。しかし、フコシルラクトースは今回の実験では切りバラ花弁成長そのものは制御できなかった。一方、遺伝子組換えによる機能解析実験は、バラは遺伝子組み換え作出が困難であるため、遺伝子組み換えが可能な花きとしてトルコギキョウを用いた。導入遺伝子としてエクスパンシンやXTHをターゲットとしたRNAiベクターを用いて、アグロバクテリウム法により感染させ、現在選抜段階にある。残念ながら研究期間内には開花させるまでは生育に至らなかったが、実際に植物体を作製できたことは大きな進展であり、今後の解析のための重要な材料を提供できたといえる。