ドワーフ遺伝子（）のクローニングと機能解析

Cloning and Functional Analysis of Dwarf Gene () in .

• Shiqi Guo
• Xiaojia Zhang
• Quanzi Bai
• Weiyue Zhao
• Yuegenwang Fang
• Shaoli Zhou
• Baolin Zhao
• Liangliang He
• Jianghua Chen

抄録

マメ科植物の高さは、作物の収量を大きく左右する重要な形質であり、植物の高さと耐宿根性の関係は密接である。マメ科植物は世界の農業においてユニークな役割を果たしているが、その植物高さの分子基盤についてはほとんど注目されていない。本研究では、マメ科植物のモデル植物であるマメ科植物の初の矮性突然変異体（）の特徴を明らかにした。この変異体では、細胞長と節間の細胞数の両方が減少していることを発見した。この遺伝子は、ジベレリン（GA）生合成の第一段階に関与するコパリル二リン酸合成酵素（CPS）をコードしていることを明らかにした。MNP1はLSと高い相同性を示した。細胞内局在を調べたところ、MNP1は葉緑体に位置していることがわかった。さらに、MNP1 を発現させた変異体ではミニ植物の表現型が部分的に回復し、MNP1 が GA 生合成に保存されていることが明らかになりました。本研究の結果は、MNP1 の遺伝子制御を理解する上で貴重な情報を提供するものである。

Plant height is a vital agronomic trait that greatly determines crop yields because of the close relationship between plant height and lodging resistance. Legumes play a unique role in the worldwide agriculture; however, little attention has been given to the molecular basis of their height. Here, we characterized the first dwarf mutant () of the model legume plant . Our study found that both cell length and the cell number of internodes were reduced in a mutant. Using the forward genetic screening and subsequent whole-genome resequencing approach, we cloned the gene and found that it encodes a putative copalyl diphosphate synthase (CPS) implicated in the first step of gibberellin (GA) biosynthesis. MNP1 was highly homologous to LS. The subcellular localization showed that MNP1 was located in the chloroplast. Further analysis indicated that GA could significantly restore the plant height of , and expression of in a mutant of partially rescued its mini-plant phenotype, indicating the conservation function of MNP1 in GA biosynthesis. Our results provide valuable information for understanding the genetic regulation of plant height in