自殖性アスパラガスの雄性種子生産への利用と両性花形成を誘導する分子機構の解明

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食用アスパラガスは雌雄異株植物であり，単性花は表現型に対向する性に関連する花器官の発育不全によって生じることがわかっている。すなわち，雄花では雌蕊の発育不全がおこり，雌花では雄蕊の発育不全が花の発育過程で起き，結果として単性花が形成される。アスパラガスの若い花芽を用いた先行研究において，雄性花のオーキシン濃度が雌性花より高く，アブシシン酸やサイトカイニンには差異が認められないことが明らかにされているが，花器官形成と成長調節物質代謝との関連についての研究は進んでいない。近年，内生サイトカイニン濃度がその分解系によって調節されている事例が増加しつつあり，サイトカイニンを介した花器官の形成制との関連が指摘されている。そこでアスパラガスの単性花形成と植物ホルモンとの関係を明らかにする目的で，花芽で発現するCytokinin oxidase/dehydrogenase（CKX）遺伝子を同定した。アスパラガス花芽で発現する2つのCKX遺伝子の発現量を定量PCRにより解析ところ，このうちの１つが強く発現していることがわかり，花芽の発達にともなう発現（転写量）の変動は，雌雄によって異なっていた。雌雄花芽の形成は花器官の発育不全によることから，花を解剖し、それぞれの花器官における発現量を定量するとともに，in situ hybridization によって発現の局所性を調べた。その結果，雌雄によって発現量が顕著に異なる花器官部位が特定された。一方，アスパラガス花芽におけるサイトカイニン代謝の全体像を把握するため，イソペンテニール基の転移に関わる遺伝子，ならびに転移型サイトカイニンリボシドからリボースリン酸の除去に働く遺伝子を同定し，発現解析を行い，花器官分化との関連を調べている。