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研究成果

公開日:2017.01.17

アスパラガスの雌雄を分ける性決定遺伝子を世界で初めて発見
植物の性の進化、ダーウィンの予測を裏付け~ 有用な作物の育種に期待 ~

研究成果 農学

 奈良先端科学技術大学院大学(学長:小笠原直毅)バイオサイエンス研究科の高山誠司客員教授(現東京大学)、村瀬浩司助教らの研究グループは基礎生物学研究所、徳島大学、東北大学、九州大学との共同研究により、全ゲノム(遺伝情報)や遺伝子の発現を網羅的に解析する手法を用いて、アスパラガスの雌雄を決める性決定遺伝子を世界で初めて発見しました。
 植物の多くは1つの花におしべとめしべをもつ両性花ですが、イチョウ、キウイフルーツ、アスパラガスなどは雄花のみをつける雄株と雌花のみをつける雌株に分かれます。これらの植物の性別はほ乳類と同様に性染色体によって制御されており、アスパラガスでは性染色体がXYのとき雄株、XXのとき雌株となります。アスパラガスの花は発生初期では雄花と雌花で違いはありませんが、発達するに従い雄花ではめしべの、雌花ではおしべの発達が停止します。そのため、Y染色体上にはおしべの発達を促進する遺伝子とめしべの発達を抑制する2つの性決定遺伝子が存在すると予想されていました。
本研究ではMSE1と名付けた転写因子の機能があるタンパク質のDNAを持つ遺伝子がおしべの発達を促進するアスパラガスの性決定遺伝子であることを明らかにしました。この成果はアスパラガスの性別を決定する鍵因子を明らかにしただけでなく、人為的に植物を雌雄があるタイプに改変したり、雌雄をあわせ持つ両性花に戻したりする技術へ発展する可能性があり、植物の育種に応用されることが期待されます。
この成果は日本分子生物学会および米国のJohn Wiley & Sons社が出版するGenes to Cells誌1月号(1月13日発行)に掲載されました。

図A アスパラガスの花
アスパラガスでは性染色体がXXのとき雌花、XYのとき雄花となる。雌花ではおしべの、雄花ではめしべの痕跡がそれぞれ残っており、発達途中で退化している。

図B アスパラガスの性決定モデル
 アスパラガスのY染色体上にはおしべの発達を促進する遺伝子とめしべの発達を抑制する2つの性決定遺伝子があると予想されてきた。この2つの遺伝子の働きにより雌花から雄花へと転換する。今回の研究ではおしべの発達を促進する性決定遺伝子がMSE1であることが明らかになった。

研究に関するお問い合わせ先

農学研究院 准教授 尾崎 行生
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