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アスパラガスの性決定遺伝子を世界で初めて発見

奈良先端科学技術大学院大学など研究グループは、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た。雌雄異株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のとき雌株となる。アスパラガスの雄花と雌花は発生初期に違いはないが、発達に従い雄花ではめしべの、雌花ではおしべの発達が停止するため、Y染色体上に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遺伝子が存在すると予想されていた。

今回の研究ではY染色体上の性決定遺伝子を見つけるため、花の発達初期に雄株で強く発現している遺伝子を網羅的に解析した、その結果、MSE1遺伝子が花の発達中におしべで発現して、正常なおしべを発達させ、雄花を形成させていた。実際には、X染色体にもMSE1遺伝子があることがわかったが、こちらには多数の変異が生じて遺伝子としての機能を失っていた。これはアスパラガスの祖先が雌雄をあわせ持つ両性花であり、その祖先でおしべの発達に必要なMSE1遺伝子が変異によって機能を失うことによりX染色体になったことを示す。そして正常な機能のMSE1遺伝子を残した方がY染色体になり、アスパラガスに雄と雌が誕生したと考えられた。

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