チューリップACC酸化酵素遺伝子の組織特異的発現


[要約]
チューリップのACC酸化酵素遺伝子は、5種類存在し2つのクラスターに分類される。それぞれの遺伝子は異なる組織で特異的に発現し、花弁老化時に特異的に増加する遺伝子が存在する。

[キーワード]チューリップ、ACC酸化酵素遺伝子、老化

[担当]富山農技セ・農試・生物工学課
[代表連絡先]電話:076-429-2111
[区分]関東東海北陸農業・生物工学
[分類]研究・参考

[背景・ねらい]
  一般に、花の老化はエチレン生成により誘導されることが知られており、エチレンの生合成を抑制することで花持ちを良くすることができる。チューリップにおいても花の老化時にわずかながらエチレンの上昇が見られることから、花の老化を抑制することを目的としてチューリップの花弁老化に関わるACC酸化酵素遺伝子を単離し、解析する。

[成果の内容・特徴]
1. チューリップにはACC酸化酵素遺伝子が、5種類(TgACO1〜5)存在する。これらのうち、TgACO1〜3は316アミノ酸、TgACO4は311アミノ酸、TgACO5は302アミノ酸からなるタンパク質をコードする。
2. 推定アミノ酸配列においてTgACO1〜4は90〜94%の相同性を有するが、TgACO5は他の4種類と50%程度の相同性しか有しない。系統樹分析から、TgACO1〜4とTgACO5は異なるクラスターに分類される(図1)。
3. ゲノミッククローンの解析から、TgACO1〜4は3つ、TgACO5は2つのイントロンをもち、異なる特性を示す。この結果は、系統樹分析によるクラスター分類を裏付ける。
4. TgACOホモログの中で、葉ではTgACO3の発現が、茎ではTgACO5の発現が最も高いことから、エチレンが葉や茎の伸長に関係していることが示唆される(図2A, B)。
5. TgACO1の発現量は花弁老化時に増加することから、花の老化に関係するのはTgACO1であることが示唆される(図3)。

[成果の活用面・留意点]
1. TgACOを発現調節することにより、花の老化を抑制するチューリップ組換え体を作出できる可能性がある。


[具体的データ]

図1 チューリップと他の植物でのACO系統樹分析
図2 リアルタイムRT-PCR法による葉および茎におけるTgACO発現解析(A)葉 (B)茎  A、Bいずれも開花時に解析. 品種‘紫水晶’
図3 リアルタイムRT-PCR法による花弁におけるTgACO発現解析

[その他]
研究課題名:花もちの良い形質転換チューリップの作出
予算区分:県単
研究期間:2003〜2007年度
研究担当者:桃井千巳、荘司和明
発表論文等:Momonoi et al. (2007) Plant Biotech. 24-2: 241-246

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