スイカ（）のGA応答性短節間節の分子マッピングと候補遺伝子解析

Molecular Mapping and Candidate Gene Analysis for GA Responsive Short Internode in Watermelon ().

• Haileslassie Gebremeskel
• Junling Dou
• Bingbing Li
• Shengjie Zhao
• Umer Muhammad
• Xuqiang Lu
• Nan He
• Wenge Liu

抄録

短い間節を持つ植物は、高密度植栽や耐宿根性、単位面積当たりの収量向上による土地資源の保全に適している。本研究では、鄭州子卦（長節間節）とDuan125（短節間節）をマッピング親として用いて、スイカの短節間節形質を制御する遺伝子座を同定した。遺伝学的解析の結果、F個体は長節間節植物と一致しており、長節間節が短節間節よりも優勢であることが示された。観察されたFとBCの個体は、それぞれ3:1と1:1の予想される表現型分離比に適合していた。この遺伝子座は、バルク偏析分析法を用いて9番染色体上にマップされた。この領域は、ジベレリン3β-ヒドロキシラーゼ（GA 3β-ヒドロキシラーゼ）をコードするCAPS90とCAPS91マーカーに挟まれた1つの仮説遺伝子を持つ8.525kbの領域に絞られた。両親間の候補遺伝子の配列アラインメントにより、短いインターノード親において13bpの欠失が明らかになり、これにより切り捨てられたタンパク質が得られた。GA適用前には、短間節植物では、有意に低いGA含有量と短い細胞長が得られた。しかし、外因性GA施用後の短い間節間葉植物では、最も高いGA含量と有意な細胞長の増加が観察された。また，短節間葉植物では，長節間葉植物に比べて茎組織におけるGAの発現量が3倍程度低下していた。以上のことから、スイカの短節間節の表現型は、外因性のGA施用に応答する遺伝子が原因である可能性が示唆された。

Plants with shorter internodes are suitable for high-density planting, lodging resistance and the preservation of land resources by improving yield per unit area. In this study, we identified a locus controlling the short internode trait in watermelon using Zhengzhouzigua (long internode) and Duan125 (short internode) as mapping parents. Genetic analysis indicated that F plants were consistent with long internode plants, which indicates that the long internode was dominant over the short internode. The observed F and BC individuals fitted the expected phenotypic segregation ratios of 3:1 and 1:1, respectively. The locus was mapped on chromosome 9 using a bulked segregant analysis approach. The region was narrowed down to 8.525 kb having only one putative gene, , flanking by CAPS90 and CAPS91 markers, which encodes gibberellin 3β-hydroxylase (GA 3β-hydroxylase). The sequence alignment of the candidate gene between both parents revealed a 13 bp deletion in the short internode parent, which resulted in a truncated protein. Before GA application, significantly lower GA content and shorter cell length were obtained in the short internode plants. However, the highest GA content and significant increase in cell length were observed in the short internode plants after exogenous GA application. In the short internode plants, the expression level of the was threefold lower than the long internode plants in the stem tissue. In general, our results suggested that might be the candidate gene responsible for the short internode phenotype in watermelon and the phenotype is responsive to exogenous GA application.