2週

韓 尋 攣 紳 綿 ^4孝 鞘 帯 ^.転

ｕ ｚ Ｐ 岬

攀

図

6‑5‑4 

ジベ レリンおよび ジベ レリン生合成阻害剤が 翔 拘ガ

,焉

^{GX//サ 時亀氏/′}

遺伝子の発現 に及 ばす影響

 (ノ

^{ーザ ン解析)}

‑125‑

ω

︵昌 こ 暉 欄 禅 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

(C)

‖   III   iV  V  VI  V‖

花 芽 発 達 ステ ー ジ

花 球

1  2  3    4     5

: 1:03Cm,2:3お cm,3:5■ 5cm, i

1 4:1540cm,5:40cm以

^上

 :

茎 部

AF傲

^3ο】J

AFCAπ AFCAr2

3

Ⅲ

_I

5

韓 拳

rRNA

図

6‑5‑5 

花芽発達 における ガ√

,yp//,焉

GX/ア

,〃

'/′

遺伝子の発現解析 品種は^̀長悦^'を用いた

(A)花

芽発達ステージと花茎長 との関係

(B)花

茎長別 にサンプリングした

1:0‑3cm,2:3‑5cm,3:5‑15cm,4:15‑40cm,5:40cmう

(L

(C)花

球および茎部 におけるノーザン解析

第

6節  

総合考察

(1)ネギの内生ジベ レリンにつ いて

本実験で は

,13位

水酸化 ジベ レリンとして GAl,CIA3,GA20が

,13位

非水酸化 ジベ レ リンとし て GAコ,GA9,GA制^{が同定 され}

,ネ

ギ にお いては早期 13位水酸化経路 と早期非水酸化経路 の2つ が機能 して いる ことが明 らか とな った ^(図 661)。 また,GA12以 降のジベ レ リンの生合成 に関わ る候補遺伝子 として

,GA20酸

化 酵素 (刀Л84ノ♂餌

D,GA3酸

化酵素 (暉亀氏♂鉢 の

,GA2酸

化酵素 (唖^亀Xノば つ をそれぞれ ク ローニ ング した (図 6‑6‑1).ネギの葉鞘部 にお いて

,前

^{駆体 ジベ レ}

リンで はGA20に比べて CIA9の含量が高 く

,活

性型 ジベ レリンでは^GA〕+GA3に比べ CIA4の含量が高 か った ことか ら

,地

上部 の伸長 には早期非 水酸化経路 のGA4が主 に機能 して いる と推察 され る。

ネギの地上部 にお けるGA4含量は

,葉

身に比べて葉鞘で高 く,ガ輸呼餌 ノの発現 も同様 に葉 身 に 比べて葉鞘で高か った。一方

,葉

^{鞘 のGA4含}量 は品種間差が認 め られ,1長^悦

'に

_比べ ̀晩中太^' および ^̀吉晴

'で

_{高か った。岬亀氏きoxとの発現 は}

,葉

鞘 にお いて品種間で差 は見 られなか った も のの

,根

にお いて違 いが認め られ

,̀長

悦

'に

_比べ ̀晩中太

'お

_よび ̀吉晴

'で

_{は高 い発現が認}

め られた

.本

実験では根 にお けるジベ レ リン含量 を測定 して いないが

,岬

亀氏肋ガ の発現解析 の 結果か ら根で生成 されたGA4が葉鞘 に移動 して いるため に,̀晩中太

'お

_よび ̀吉晴

'で

_GA4含量

が高 まった可能性 も考 え られ る。^̀晩中太

'と

̀吉晴

'と

_{の共通 の特性 は}

,分

げつ性 を有す る こ とである。ネギ に外生 ジベ レ リンを処理す る ことで

,分

げつの発生が増加す る ことが

,村

^{井 ら}

(1981),山 崎 ら

(2006,2007)に

よって報告 され

,ネ

ギの分 げつの発生 にジベ レリンが関与 し て いる可能性が示唆 されている。本実験 の分げつ性 を有す る ^̀晩中太

'と

̀吉晴

'で

_GA4含量が

高か った ことは

,分

げつ の発 生機構 にジベ レリンが関与 して いる可能性 を示唆 してお り

,今

後,

詳細な検 討が必要であろう^.

̀長悦'お_よび ̀吉晴'の芽生えを用 いたジベ レ リンの投与実験 にお いて

,両

品種で は仲長反 応が異な った。この結果か ら,ネギ にお いてジベ レリンの反応性 に品種問差が ある ことが示唆 さ れ る.ジベ レリンと植物の生理現象 との関連 について考える場合,活性型ジベ レリン含量 のみで

‑127‑

な く

,反

応性 につ いて も考 える必要が ある。ジベ レリンシグナル伝達 に関す る研究 は

,分

^{子 生物} 学 の分野で近年急速 に進み,モデル植物で あるイネ,シロイヌナズナにおいてシグナル伝達の し くみが明 らか にされつつ ある(芦刈・松 岡,2004,池田 ら,2003,Pengら ぅ1998;Ueguchi―Tanaka ら

,2005).コ

ムギ 乃 〃,トウモ ロコシ υ尻 シロイヌナズナ ♂ ブは

,ジ

ベ レリンの投与 によ り成 長 を回復 しない半矮性 の突然変異体 であ り,DELLAタ ンパ ク質 に欠陥 を有す るため

,非

^{感受性 を}

示す と考 え られている (lkedaら

,2001,Pengら ,1998).こ

れ らの突然変異体 は

,野

生型 に比 べ20倍か ら100倍に活性型 ジベ レリン含量が高 まって いる (Appleford o Lenton,1991,Fuiioka

ら

,1988).こ

れ らの報告か ら

,̀吉

晴

'は

ジベ レリンに対す る反応性が低 いため に

,内

生 阻_4含 量が高 まっている可能性 も推察 され る。しか し,上述 の非感受性 の変異体が矮性で あるに対 して,

̀吉晴

'の

草型は矮性 を示 さない ことか ら

,̀吉

晴

'が

非感受性変異体で ある可能性 は低 い と考 え られ る。ネギのジベ レリンに対す る感受性 の違 いにつ いては

,今

後 の検 討が必要であろ う^.

(2)ネギの花成 にお けるジベ レリンの影響

一般 に

,花

成 に伴 う茎仲長 には

,ジ

ベ レリンが関与する ことが定説 となっている (Chouard, 1960;Pharis・

King,1985).ま

た

,低

温要求性 の長 日植物 の中には

,花

成非誘導条件下で ジベ レリンの投与 によ り生殖 生長への移行が起 こるものが多 くある (Pharisら ,1985;Zeewaart, 1983).低温 による花成誘導か ら花芽分化 に至 る過程 にお いて

,ジ

ベ レリンを必要 とす る過程は 花成誘起 の段階である可能性が,カ リフラワー (Wurrら ,1981),ス トック (Hisamatsuら ,1998), ダイ コン (Nishitimaら

,1998a)で

示唆 されている。その一方で

,ジ

ベ レ リンを投与 して も花 成 の誘起ができな い事例,ジベ レリン生合成阻害剤 によって抽苔が抑制 されて も花成が抑制 され な い事例 もある (Zeewaart,1983).ネ ギは低温要求性 を示すが短 日植物である (八鍬・興水,

1969)ことか ら

,上

述 の長 日植物の場合 とは

,花

成 に対す るジベ レリンの関与が異なる ことが予 想 され る。以下

,ネ

ギの花成

,抽

苔 にお けるジベ レリンの役割 を3つに分 けて考察す る。

1)花

成非誘導条件下 にお けるジベ レリンの花芽分化へ の影響

花成非誘導条件下

,つ

ま り

,栄

養生長期 にGA3および ウニ コナゾールPの処理 を行 って も

,花

芽分化が誘起 されなか った (第

5節

の第

2項

)。 この ことか ら

,シ

ロイヌナズナの花成モデル (Mouradowら

,2002)で

提唱 されて いるよ うなジベ レリン経路 (Gibberellin Pathway)は

,ネ

ギにおいて存在 しない可能性 が示唆 され る。

2)花

成誘導条件下 にお けるジベ レリンの花芽分化への関与

花成誘導条件下 の初夏 ど り栽培 (ト ンネル被覆条件下

)に

お けるGA3およびウニ ヨナゾールP の処理 によ り

,両

者 とも抽苔率が高 まった ことか ら (第 l節

),花

成誘導条件下 にお いては花芽 分化 の誘起へ の何 らか の関与が疑われ る.しか し

,ジ

ベ レリンおよびジベ レリン阻害剤

,相

反す るものを処理 したにも関わ らず,両者で抽苔率が高 まった ことか ら,花成誘導条件下 にお けるジ ベ レリンの花芽分化への関与 は不明である。本研究では,両者 の処理で抽苔率が高 まった理 由を 説明できる十分な知見 を得 る ことができなか った ことか ら再度検討が必要で ある。

3)花

芽分化後 の花茎伸長 にお けるジベ レリンの関与

第 1節において,GA3区では抽苔が早ま り

,ウ

^{ニコナ ゾール}

P区

では抽苔が遅 くなった ことか ら

,花

茎 の伸長 にはジベ レリンが機能 していると考 え られ る.この ことは

,第

^{5節の第3項で行} ったジベ レリン関連の候補遺伝子 の発現解析か らも支持 され る.また,花芽発達 の後期 にあたる 花粉・胚珠形成 にGA3酸化酵素遺伝子およびDELLAタンパ ク質遺伝子 の発現が高 まっていた こと か ら

,花

芽発達 の後期 にもジベ レリンが関与 している可能性が示唆 され る^.

以上のよ うに,花茎伸長 にはジベ レリンが関与 して いる ことを明 らか にしたが,花^{成誘導条件} 下 にお けるジベ レリンの花芽分化へ の関与 は明 らか にで きなか った。初夏 ど り栽培 にお いてジベ レ リンお よびジベ レリン生合成阻害剤 ともに抽苔率が高 まった ことか ら,ダイ コンで実験 されて いるよ うなジベ レリン阻害剤 による抽苔制御 (Nishitimaら

,1998b)は ,ネ

ギにお いて実用化

‑129‑

できないと考え られる。また

,花

芽分化後の花茎伸長の抑制をジベ レリン生合成阻害剤処理によ って,花 茎が葉鞘の外部に現れることを数 日間ほど遅 らす ことができる可能性もあるが,ジ ベ レ

リン阻害剤処理によるネギの形態への影響が大きいことか ら実用的ではないと考え られる^.

早期非水酸化経路

GA12*  

→

  GAls*  

け

  GA24*  

け

  GA9   

⇒

  GA4   

^呻

  GA34

:   IIあ ^・ 菖海表    :と ^{Ir墓 海華}

与      :は ^F弘

^2θ

^ο

^Iつ

_{。 :     1.■ 営}

_̲P.ド

GAs3*  

_{け   GA44・}

  

け

  GA19*  

→

  GA20   

⇒

  GA

GA2酸

化酵素 ^:

早期

13位

_{水酸化経路}

GA?   

^・ロ口レ

  GA3

図6‑6‑1 ネギにおける推定 ジベ レリン生合成経路

図 中の

*は

本実験 において同定されなかった推 定ジベレリンを表す 図 中の黒矢印:GA 20位酸化酵素,白矢印:GA 3酸化酵素,

縞矢印:GA 2酸化酵素,それぞれの生成 に関与することを表す

‑131‑

ドキュメント内 Bunching Onion(れ (ページ 128-135)