オオムギにおけるマイクロRNAを介した閉花性遺伝子の発現制御機構の解明

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閉花性遺伝子を有した品種は開花時に感染する可能性がなく赤カビ病に強いことが知られており、閉花性遺伝子を活用した赤カビ病抵抗性品種の開発が期待される。オオムギ閉花性遺伝子cly1はmicroRNA(miR172)によって制御され、miR172結合部位内の塩基多型によりmRNAが切断を受けず、cly1遺伝子の転写レベルが著しく増加したことが形態変化の原因であることを明らかにしが、ヘテロ個体がなぜcly1は完全優性を示したのかまだ不明である。miRNAを介したta-siRNAの生成し、新たなsmall RNA分子を生成と自己制御しているという仮説が立てられた。HvAP2に新たな発現制御機構が存在していることを発見するため、オオムギ品種Morexのsmall-RNA cDNA libraryを解読し、約1億5千万リード(8チャンネル)を得られた。HvAP21の配列をBLASTし、アンチセンス配列と完全一致するものが5か所、計8リードがあり、これらの配列はHvAP2から生成したta-siRNAの候補とする。これらのsiRNAリードはすべてmiR172切断場所の5'上流に位置されているが、配置状態はフェイジングが確認できず、HvAP2から二次的なsiRNAが生成する仮説を直接に証明できなかった。オオムギコアコレクションの中から、閉花性劣性遺伝子(cly1.b)を持ちながら、鱗被の維管束は部分的に形成する品種(SV235)を発見した。SV235におけるHvAP2転写量抑制はプロモータのメチル化によるものと示唆した結果結果となった。具体的に、SV235が開花させる遺伝要因を調べるために、通常の閉花性品種KNG(cly1,b)や、SV223、SV230(cly1.c)と交配した。F_2植物の鱗被サイズを調査し、原因遺伝子座をマッピングした所、cly1と完全連鎖していることが確認できた。cly1の新たなアレルと推測された。通常、閉花性遺伝子cly1はmicroRNA(miR172)によって制御され、閉花品種閉のmiR172結合部位内の塩基多型によりmRNAが切断を受けず、cly1遺伝子の転写レベルが著しく増加したことが鱗被部の維管束が形成しない原因と考えられた。