イネの花序構築メカニズムの遺伝学的解析

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イネ、トウモロコシなどのイネ科の作物は増え続ける世界人口を支える食糧の中心であり、イネ科の植物の研究は古くから盛んに行われてきた。緑の革命に代表されるように分子遺伝学的な研究の成果が食糧問題の解決に貢献することに疑いの余地はなく、近年は収量増加や病害抵抗性の改善を目的とした様々な分子生物学的研究が行われている。その中でも、花序（イネであれば穂にあたる）の形態の研究は収量の増減に直結するものであり、目まぐるしい速度で研究が進んでいる。しかしながら、これらの研究の多くは穂における枝の数や種子の数に着目したものであり、穂の形態形成を司るメカニズムを解き明かすには偏りが大きく、不十分であると言わざるを得ない。そこで私たちは穂の一次ブランチの並びが異常になるイネのpeudoverticillate spikelet 1 (pvp1)変異体に着目して研究を行ってきた。これまでの研究でpvp1変異体においては一次ブランチメリステムの開始パターンが異常になることにより、一次ブランチ配置が異常になることが明らかになっていた。マッピングおよび次世代シークエンサーによるpvp1変異体の全ゲノム解析の結果、pvp1の原因遺伝子はあるホメオドメインを持つ転写因子をコードする遺伝子であることが強く示唆されていた。今年度の研究により、相補性検定が完了し、この遺伝子がpvp1変異の原因遺伝子であることが示された。さらに、pvp1 pvp2二重変異体においてはSAMが退化する、あるいはそもそも発生を開始していないことが明らかになった。これにより、PVP1, PVP2が生殖成長期におけるメリステムだけではなく、栄養成長期のSAMにおいても極めて重要な機能を果たしていることが示唆された。