JP5039967B2 - Flower color prediction method - Google Patents
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Description
本発明は、花卉の花色発現に重要な役割を演じているフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ(F3’、5’H)の遺伝子、並びに、この遺伝子を利用する花色の予測及び改変方法に関する。より詳しくは、本発明は、フラボノイド生合成に関与し、遺伝する花色遺伝型交配法の育種法に用いることができるF3’、5’H遺伝子構造が含まれる複対立遺伝子、及び/又は、複対立遺伝子にレトロトランスポゾン遺伝子が挿入されたF3’、5’H遺伝子を利用して、開花前の花卉の花色を予測する方法、或いは、花色を改変する方法に関する。 The present invention relates to a gene for flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′H) playing an important role in flower color expression of flower buds, and a method for predicting and modifying flower color using this gene. . More specifically, the present invention relates to a multi-allele comprising F3 ′, 5′H gene structure and / or a compound that can be used in breeding methods of inherited flower color genotype mating methods involved in flavonoid biosynthesis. The present invention relates to a method for predicting flower color of a flower bud before flowering using a F3 ′, 5′H gene in which a retrotransposon gene is inserted into an allele or a method for modifying the flower color.
花色発現の発現遺伝子に関する研究は、1980年代の前半より1990年代の後半の約20年間で大きな飛躍を遂げている。花色発現に関わる植物の生合成経路として、フラボノイド生合成がよく知られている。本経路の代謝産物であるフラボノイド中、特に、黄色い色を発現するフラボノール配糖体の色素や、赤から紫、青などの花色発現に重要なアントシアニンの色素は、他の色素と比べると普遍的に存在する。 Research on the expression gene of flower color expression has made a great leap in about 20 years from the first half of the 1980s to the second half of the 1990s. Flavonoid biosynthesis is well known as a biosynthetic pathway of plants involved in flower color expression. Among the flavonoids that are metabolites of this pathway, flavonol glycoside pigments that express a yellow color and anthocyanin pigments that are important for the expression of flower colors such as red, purple, and blue are more universal than other pigments. Exists.
トウモロコシ、キンギョソウ、ペチュニアの花色発現遺伝子の研究に関して、アントシアニン生合成の酵素をコードする構造遺伝子、例えば、カルコン合成酵素(CHS)、カルコン異性化酵素(CHI)、フラボン3−水酸化酵素(F3H)、フラボノイド3’−水酸化酵素(F3’H)、フラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’H)などの報告がある。また、アントシアニン生合成を調節する遺伝子、例えば、CHS、DFR、3GT、ANSなどを調節する遺伝子座の報告もある(非特許文献1)。 Concerning research on flower color expression genes of corn, snapdragon and petunia, structural genes encoding enzymes of anthocyanin biosynthesis, such as chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavone 3-hydroxylase (F3H) There are reports of flavonoid 3′-hydroxylase (F3′H), flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′H) and the like. There is also a report of a gene locus that regulates anthocyanin biosynthesis, such as CHS, DFR, 3GT, and ANS (Non-Patent Document 1).
トルコギキョウの花色発現遺伝子に関して、メッセンジャーRNA(mNA)からコードされるF3’5’H遺伝子(F3’5’−H cDNA)をリンドウ、ペチュニア、ナスの類似遺伝子と比較した報告がある(非特許文献2)。この遺伝子は、紫色の花色を発現するデルフィニジンの生合成に関与することが示されている。 Regarding the flower color expression gene of Eustoma grandiflorum, there is a report comparing the F3′5′H gene (F3′5′-H cDNA) encoded by messenger RNA (mNA) with similar genes of gentian, petunia and eggplant (Non-patent literature) 2). This gene has been shown to be involved in the biosynthesis of delphinidin that expresses purple flower color.
ペチュニアから単離したF3’5’−H cDNA、AK14をプローブとして利用し、トルコギキョウ(Eustoma russelianum)よりF3’5’−H cDNA、TG1を単離したという報告がある。さらに、TG1とAK14をペチュニアとタバコに挿入し、形質転換体植物の花色発現を調査した報告がある(非特許文献3)。さらにまた、フウリンソウ(Campanula medium)より単離したF3’5’−H cDNA、Ka1をタバコに挿入し、形質転換体植物の花色発現を調査し、本遺伝子が遺伝子工学を用いて花色を青色へ改変することのできる最も良好な遺伝子資源であるとの報告がある(非特許文献4)。 There is a report that F3'5'-H cDNA and TG1 were isolated from Eustoma russelianum using F3'5'-H cDNA and AK14 isolated from Petunia. Furthermore, there is a report in which TG1 and AK14 are inserted into petunia and tobacco and the flower color expression of the transformed plant is investigated (Non-patent Document 3). Furthermore, F3'5'-H cDNA, Ka1, isolated from Campanula medium, was inserted into tobacco, and the flower color expression of the transformed plant was investigated, and this gene turned the flower color to blue using genetic engineering. There is a report that it is the best genetic resource that can be modified (Non-Patent Document 4).
ニチニチソウ(Catharanthus roseus)より得られたチトクロームP450依存型フラボノイド水酸化酵素に関する報告がある。また、ペチュニアより得られたCYP75 Hf1 cDNAをプローブにして、ニチニチソウでF3’5’−H cDNAについてスクリーニング(heterologous screening)を行った結果、両者より得られたフラボノイド水酸化酵素は68〜78%の相同性のあることが報告されている(非特許文献5)。 There is a report on cytochrome P450-dependent flavonoid hydroxylase obtained from Catharanthus roseus. Moreover, as a result of conducting screening (heterologous screening) for F3′5′-H cDNA in periwinkle using CYP75 Hf1 cDNA obtained from petunia as a probe, 68% to 78% of flavonoid hydroxylase obtained from both were obtained. It has been reported that there is homology (Non-patent Document 5).
アサガオの花色多形に関して、アサガオの遺伝的表現型の変異は、通常遺伝子にトランスポゾンが挿入され、そのほとんどが改変された結果であるとの記載がある。また、アサガオの花色表現型を決定する遺伝子型が4つの遺伝子座で制御されるというメンデルの法則に従い、それらのなかでもA/a遺伝子座が上位優性(epistasis)であるとの記載がある(非特許文献6)。 Regarding the flower color polymorphism of the morning glory, it is described that the mutation of the morning glory genetic phenotype is usually the result of the transposon being inserted into the gene, and most of which is altered. In addition, according to Mendel's law that the genotype that determines the flower color phenotype of morning glory is controlled by four loci, among them, there is a description that the A / a locus is upper dominant (epistasis) ( Non-patent document 6).
トルコギキョウの花色発現に関わる遺伝子群の研究について、カルコン合成酵素(CHS)、カルコン異性化酵素(CHI)、フラボン3−水酸化酵素(F3H)、フラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’5’H)、ジヒドロフラボノール還元酵素(DFR)、アントシアニン合成酵素(ANS)について、mRNAよりcDNAを合成し、それらの構造を解析したとの報告がある(非特許文献7)。これによると、トルコギキョウのF3’5’H cDNAは、1892bpの長さを持ち、これにより合成可能なフラボノイド3’、5’−水酸化酵素タンパクは510個のアミノ酸配列から成ることの記載がある。 Regarding the research on genes related to flower color expression of eustoma, chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavone 3-hydroxylase (F3H), flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′) 5′H), dihydroflavonol reductase (DFR), and anthocyanin synthase (ANS) have been reported to synthesize cDNA from mRNA and analyze their structures (Non-patent Document 7). According to this document, it is described that the F3′5′H cDNA of Eustoma grandiflorum has a length of 1892 bp, and the synthesizeable flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase protein consists of a 510 amino acid sequence. .
ツルニチニチソウ(Vinca major)の花色発現に関わるフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’5’H)の研究に関して、ツルニチニチソウからPCR法により遺伝子クローンされたF3’5’H遺伝子を単離し、VmFH1と命名された。この遺伝子は、翻訳領域又は推定遺伝子領域(open reading frame、ORF)の塩基配列は1518bpであり、885bpと633bpの2つのエクソン(exon)から成る。また、この遺伝子は506個のアミノ酸をコードし、デルフィニジンを生合成できることから、将来、ユリ科植物の青色花改変植物を得るための第一段階の研究であることの記載がある(非特許文献8)。 For the study of flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3′5′H) involved in flower color expression of periwinkle (Vinca major), F3′5′H gene cloned from periwinkle by PCR method was isolated, It was named VmFH1. This gene has a translation sequence or putative gene region (open reading frame, ORF) base sequence of 1518 bp, and consists of two exons of 885 bp and 633 bp. In addition, since this gene encodes 506 amino acids and can biosynthesize delphinidin, there is a description that it is a first-stage study for obtaining a blue flower modified plant of a lily family in the future (non-patent literature) 8).
ブドウ(Vitis vinifera)の果色発現に関わるアントシアニン生合成酵素遺伝子とその調節遺伝子の研究に関して、ブドウの果皮色は、myb−関連遺伝子であるVvmybA1遺伝子で発現し、品種「イタリア」と「ルビーオクヤマ」のクローン遺伝子の構造を解析した結果、VvmybA1遺伝子にはGret1(Grapevine retrotransposon 1)と称するレトロトランスポゾンが含まれていることが分かり、これがVvmybA1遺伝子をコードする上流部分に挿入されている理由から、変異を生じ、野生型の紫色の果皮色から自然に白色様の果皮色が出現したとの記載がある(非特許文献9)。また、ブドウの品種「キャビネットサウヴィニオン(Cabernet Sauvignon)」より4つのフラボノイド3’−水酸化酵素(F3’H)のDNAの遺伝子配列を明らかにしたとの記載がある(非特許文献10)。4つの遺伝子は、それぞれF3’h1、F3’h2、F3’h3、F3’h4と称し、同様の位置に二つのイントロン(intron)が挿入され、アサガオ、ダイズ、アラビドプシスと同様であったとの記載がある(非特許文献10)。 Regarding the study of anthocyanin biosynthetic enzyme gene and its regulatory gene involved in fruit color expression of grape (Vitis vinifera), grape skin color is expressed in VbmybA1 gene, which is a myb-related gene, and varieties “Italy” and “Ruby Okuyama” As a result of analyzing the structure of the clone gene of “VvmybA1”, it was found that the VvmybA1 gene contained a retrotransposon called Gret1 (Grapevine retrotransposon 1), which was inserted into the upstream part encoding the VvmybA1 gene. There is a description that a white-like skin color appeared naturally from a wild-type purple skin color (Non-patent Document 9). In addition, there is a description that the gene sequences of four flavonoid 3′-hydroxylase (F3′H) DNAs were clarified from the grape cultivar “Cabernet Sauvignon” (Non-patent Document 10). . The four genes are referred to as F3′h1, F3′h2, F3′h3, and F3′h4, respectively, and two introns are inserted at the same positions, and the description is similar to morning glory, soybean, and Arabidopsis. (Non-Patent Document 10).
ペチュニア園芸品種のアントシアニジン3−グルコシド−ラムノシル変換酵素(anthocyanidin 3−glucoside−rhamnosyltransferase、RT)の遺伝子に、トランソポゾン様因子が挿入されたとの記載がある。トランソポゾン様因子はdTph3sと称し、これがRT遺伝子の1181bpの位置に挿入されることによって、赤色の花色を発現することができるとの記載がある。さらに、このトランスポゾンの挿入は不安定であり、挿入RT遺伝子から容易に抜け出すことができ、抜け出した後にはRT遺伝子にフットプリントを残し、フットプリントのあるRT遺伝子の方が、トランスポゾン様因子dTph3sが挿入されたRT遺伝子に比べて、赤色花を育種するためにはより利用価値があるとの記載がある(非特許文献11)。 There is a description that a transposon-like factor has been inserted into the gene of anthocyanidin 3-glucoside-rhamnosyltransferase (RT), a petunia cultivar. The transposon-like factor is referred to as dTph3s, and it is described that a red flower color can be expressed by being inserted into the RT gene at 1181 bp. Furthermore, this transposon insertion is unstable and can be easily removed from the inserted RT gene. After the withdrawal, the RT gene has a footprint, and the RT gene with the footprint has a transposon-like factor dTph3s. There is a description that it is more useful for breeding red flowers than the inserted RT gene (Non-patent Document 11).
また、ペチュニアのF3’5’Hをコードしている優性型遺伝子Hf1遺伝子と劣性型遺伝子hf1に関して、Hf1遺伝子の第3エクソン(exon)に、突然変異を起こすことのできる2つのトランスポゾン様因子dTph9とrTph1がそれぞれ挿入された遺伝子が、結果として劣性遺伝子であるhf1であることの報告がある(非特許文献12)。 Further, two transposon-like factors dTph9 capable of causing mutations in the third exon (exon) of the Hf1 gene with respect to the dominant gene Hf1 gene and the recessive gene hf1 encoding F3′5′H of petunia. As a result, there is a report that the genes into which rTph1 and rTph1 are inserted are hf1 which is a recessive gene (Non-patent Document 12).
特許文献1に、遺伝子型判定方法に関して、遺伝子にトランスポゾンが挿入された状態の長いDNA断片、遺伝子にトランスポゾンが挿入されたものの抜けた状態又は正常な中くらいの長さのDNA断片及びトランスポゾンのフットプリントに対応する短いDNA断片の長さを電気泳動法によって分析し、その組み合わせにより、これらを区別して、遺伝子型を判定することができることが記載されている。
特許文献2に、ライムギなどのムギ類の新規なトランスポゾン様因子に関して、トランスポゾン様因子は、有用資源植物の分子育種に資するプローブ又はプライマー、更には染色体マーカーを開発するためのツールとして有用であるという記載がある。
In
特許文献3に、イネのトランスポゾン様DNA及びその利用方法が記載されている。このトランスポゾン様DNAは、イネのフィトクロームA遺伝子のプロモーター領域に存在する(TA/AT)の繰り返し配列からなるマイクロサテライトの解析をする過程で、マイクロサテライト内に391bpから成るDNA断片として見出された。 Patent Document 3 describes rice transposon-like DNA and its utilization method. This transposon-like DNA was found as a DNA fragment consisting of 391 bp in the microsatellite in the process of analyzing the microsatellite consisting of (TA / AT) repeat sequences present in the promoter region of the rice phytochrome A gene. It was.
特許文献4には、レトロトランスポゾン、プロモーター活性を有するDNA断片、及びその利用の記載がある。 Patent Document 4 describes a retrotransposon, a DNA fragment having promoter activity, and use thereof.
特許文献5には、タバコのレトロトランスポゾンを利用した遺伝子破壊法に関して、レトロトランスポゾンを該植物に導入する工程、及び該レトロトランスポゾンが導入された植物を培養することにより再分化させ、形質転換植物を作出する工程を包含する方法が記載されている。 Patent Document 5 relates to a gene disruption method using a retrotransposon of tobacco, a step of introducing the retrotransposon into the plant, and redifferentiation by culturing the plant into which the retrotransposon has been introduced. A method is described that includes the step of creating.
特許文献6には、フラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ活性を有する蛋白質及びそれをコードする核酸に関する記載がある。 Patent Document 6 describes a protein having flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase activity and a nucleic acid encoding the same.
特許文献7には、フラボノイド生合成をコードする遺伝子配列とその利用に関して、フラボノイド3’−ヒドロキシラーゼ(F3’H)、又はその関連蛋白、これらを利用することによって植物や植物器官の色素発現を制御することが記載されている。 In Patent Document 7, regarding gene sequences encoding flavonoid biosynthesis and use thereof, flavonoid 3′-hydroxylase (F3′H), or related proteins, and pigment expression of plants and plant organs by using them are disclosed. It is described to control.
特許文献8には、花色遺伝型交配法が記載されている。特に、フラボノイド生合成のB環の水酸化に関するフラボノイド3’−ヒドロキシラーゼ(F3’H)やフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ(F3’、5’H)、などの遺伝に着目し、その遺伝の分離を調べた結果、ペラルゴニジン(Pgn)、シアニジン(Cyn)、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与するジヒドロフラボノールリダクターゼ(DFR)及びアントシアニジンシンターゼ(AS)の酵素系の遺伝が、それぞれPg/pg、Cy/cy、Dp/dpの遺伝子によって制御されていることと併せて、フラボノイド3’−ヒドロキシラーゼ(F3’H)やフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ(F3’、5’H)の遺伝が4つの複対立遺伝子(multiple allele)によって制御されているという法則を見出し、結果として、遺伝子組み替え、放射線等照射などによる突然変異を起こさせる方法を用いなくても、花卉の色素遺伝子型(pigment genotype)からその花色を自由に創成できること、また、色素前駆体のB環の水酸化に関与するフラボノイド3’−ヒドロキシラーゼ(F3’H)とフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ(F3’、5’H)の酵素反応系には、HT、HF、HD、HOの4つの複対立遺伝子が存在し、これらが3’位の水酸化、5’位の水酸化、3’、5’位の水酸化、及び3’位と3’、5’位の水酸化を制御し、これらの組合せによって色素表現型と花色表現型が決定されることが記載されている。
Patent Document 8 describes a flower color genotype mating method. In particular, focusing on the inheritance of flavonoid 3′-hydroxylase (F3′H) and flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′H), etc., regarding hydroxylation of the B ring in flavonoid biosynthesis, As a result of examining the segregation of heredity, the inheritance of the enzyme systems of dihydroflavonol reductase (DFR) and anthocyanidin synthase (AS) involved in the biosynthesis of pelargonidin (Pgn), cyanidin (Cyn), delphinidin (Dpn) is respectively Pg / In addition to being regulated by pg, Cy / cy, and Dp / dp genes, flavonoid 3′-hydroxylase (F3′H) and flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′H) Finds the law that the inheritance of is controlled by four multiple alleles, As a result, it is possible to freely create the flower color from the pigment genotype of the floret without using a method of causing mutation by gene recombination, irradiation with radiation, etc. The enzyme reaction system of flavonoid 3′-hydroxylase (F3′H) and flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′H) involved in hydroxylation includes H T , H F , H D , There are 4 double alleles of
上記の特許文献の中で、遺伝子にトランスポゾン及び/又はレトロトランスポゾンが挿入された遺伝子、並びに遺伝子にトランスポゾンが挿入されたものの抜けた状態でフットプリントを残した遺伝子が明らかにされ、さらに、遺伝子にトランスポゾン及び/又はレトロトランスポゾンを挿入することによって植物の様々な発現を人為的に制御できることが明らかにされたが、花色発現に関わる複対立遺伝子とトランスポゾン及び/又はレトロトランスポゾンとの関係については、記載はなかったし、また、これらのDNA断片の長さを電気泳動法によって分析し、その組み合わせにより、これらを区別して、遺伝子型を判定することは知られていたが、それらの遺伝子型を有する個体及び/又は系統がどのような花色/果色を有するか判定することができなかった。 Among the above-mentioned patent documents, a gene in which a transposon and / or a retrotransposon has been inserted into a gene, and a gene that has left a footprint in the state in which a transposon has been inserted into the gene have been revealed. Although it has been clarified that various expression of plants can be artificially controlled by inserting transposon and / or retrotransposon, the relationship between the biallelic gene involved in flower color expression and transposon and / or retrotransposon is described. It was also known to analyze the length of these DNA fragments by electrophoresis and distinguish them by their combination to determine the genotype, but have their genotype Determining what flower color / fruit color the individual and / or line has Could not Rukoto.
さらに、これに関連して、トランスポゾン及び/又はレトロトランスポゾンが挿入された遺伝子を保有する遺伝子型が花色に関する遺伝子型育種法で後代にどのように遺伝するか曖昧であり、実用化する場合問題がある。また、非特許文献12に記載されるHf1/hf1で表されたペチュニアの花色素の遺伝について、基本的にメンデルの遺伝の法則に従うはずであるが、hf1遺伝子型には2種類以上存在することの記載があることから、後代の分離に曖昧な点があるため実用化には至っていない。さらに、トランスポゾン及び/又はレトロトランスポゾンが挿入された遺伝子を保有する遺伝子型である個体がどのような花色を有するか、CIELab表色系(CIELab color coordinate system)などを用いて花色を正確に測色・数値化し、遺伝させることが十分ではなかったという問題点もある。 Furthermore, in this connection, it is ambiguous how the genotype possessing the gene into which the transposon and / or retrotransposon is inserted is inherited to the progeny by the genotype breeding method related to flower color, and there is a problem when it is put to practical use. is there. The inheritance of petunia flower pigments represented by Hf1 / hf1 described in Non-Patent Document 12 should basically follow Mendel's laws of inheritance, but there are two or more types of hf1 genotypes. Therefore, since there is an ambiguous point in the separation of the progeny, it has not been put into practical use. Furthermore, the color of the flower is accurately measured using the CIELab color coordinate system, etc., to determine what kind of flower color the individual has a genotype having a gene into which a transposon and / or retrotransposon is inserted.・ There is also a problem that digitization and inheritance were not sufficient.
もし花卉の花色発現に関係する複対立遺伝子の遺伝子型を構造的に解明し、これらの遺伝子型と花色との相関が明らかになれば、それらの遺伝子型を判定した上で遺伝する個体がどのような花色を当代及び/又は後代へ発現するか容易に予測することができ、そのような遺伝子型は、花色を予測又は検定するための遺伝子指標(マーカー)として利用できるかもしれない。これによって、複対立遺伝子型について開花を迎えずに早期に判定するだけで、遺伝する当代及び/又は後代の花色をCIELab表色系などの座標軸上の値として容易に予測することができ、開花を迎えずに早期に花色を正確に知ることができると考えられる。 If the genotypes of biallelic genes related to flower color expression of the florets are structurally elucidated and the correlation between these genotypes and flower color is clarified, which individuals are inherited after judging their genotypes Such flower color can be easily predicted to be expressed to the present and / or progeny, and such genotype may be used as a genetic indicator (marker) for predicting or testing flower color. As a result, it is possible to easily predict the flower color of the present and / or progeny inherited as a value on the coordinate axis of the CIELab color system, etc., by simply determining at an early stage without flowering for the biallelic type. It is thought that it is possible to know the flower color accurately at an early stage without greeting.
また、もし新規トランスポゾン及び/又はレトロトランスポゾンが挿入された遺伝子を保有する遺伝子型と、花色との関係が明確になれば、CIELab表色系などの座標軸上の値としてより正確に花色を育種する技術として使用できるかもしれない。 In addition, if the relationship between the genotype possessing a gene into which a new transposon and / or retrotransposon is inserted and the flower color is clear, the flower color is bred more accurately as a value on the coordinate axis of the CIELab color system or the like. May be used as a technology.
本発明者らは、花色発現に関連する5つの複対立遺伝子型の遺伝子構造を明らかにし、それらの構造と当代及び/又は後代に遺伝される花色遺伝を明らかにし、また、CIELab表色系などを用いて花色を正確に測色・数値化した上で、その色素遺伝子型と花色遺伝との関係を明らかにし、花卉の新花色作出について実用的な花色改変法と、及び/又は、花卉の開花を迎えずに早期に遺伝子を検定した上で、複対立遺伝子型を帰属し、遺伝する花色を知ることができる実用的な花色予測法を提供することを目的とする。 The present inventors have clarified gene structures of five biallelic types related to flower color expression, clarified their structures and flower color inheritance inherited in the present generation and / or progeny, CIELab color system, etc. The color of the flower is accurately measured and converted into a numerical value, the relationship between the pigment genotype and the flower color inheritance is clarified, and a practical flower color modification method for the production of a new flower color of the flower bud and / or the flower color It is an object of the present invention to provide a practical flower color prediction method that can test a gene at an early stage without flowering, and then assign a multi-allele type and know the inherited flower color.
本発明者らは、上記の課題を解決するため、花色発現に関連する5つの複対立遺伝子型、すなわちHT、HF、HD、HZ、HOのいずれか又はその組み合わせからなる遺伝子型を有する花卉品種を用いて、CIELab表色系(CIELab color coordinate system)による花色を測定・数値化し、また、それらの色素表現型を分析し、それらの遺伝子型を帰属した。さらに、帰属された5つの複対立遺伝子型、HT、HF、HD、HZ、HOのそれぞれについて、フラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ(F3’、5’−H)遺伝子の構造を明らかにし、その結果、5つの複対立遺伝子型HT、HF、HD、HZ、HOは3つのフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ(F3’、5’−H)遺伝子群に分類できることを今回見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have five biallelic types related to flower color expression, that is, a gene comprising any one of H T , H F , H D , H Z , and H O or a combination thereof. Using flower varieties having types, flower colors were measured and quantified by the CIELab color coordinate system, their pigment phenotypes were analyzed, and their genotypes were assigned. Furthermore, for each of the five assigned multiallelic types, H T , H F , H D , H Z , H O , the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene As a result, the five biallelic types H T , H F , H D , H Z , H O are the three flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) genes. This time, we found that it can be classified into groups.
発明の概要
本発明は、要約すると、以下の特徴を有する。
(1)図4に示す経路式のフラボノイド生合成の色素前駆物質のB環の水酸化に関わるフラボノイド3',5’-水酸化酵素を含む花卉の酵素反応系の花粉親配偶子及び種子親配偶子由来の複対立遺伝子HT、HF、HZ、HD及びHOの組み合わせを、該複対立遺伝子に対応するフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ遺伝子に基づいて開花前の花卉組織から決定し、遺伝子型HXHX・Pg/pg・Cy/cy・Dp/dpについて花粉親配偶子及び種子親配偶子間の複対立遺伝子の組み合わせと花色との相関に基づいて開花前の花卉の花色を予測する方法であって、ここで、複対立遺伝子HTが、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)とシアニジン(Cyn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HFが該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して5’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HD又はHZが、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’,5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子であり、並びに、複対立遺伝子HOが該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’、5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子である、前記方法。
SUMMARY OF THE INVENTION In summary, the present invention has the following features.
(1) Pollen parent gametes and seed parents of an enzyme reaction system of a floret containing a flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase involved in hydroxylation of the B ring of the flavonoid biosynthesis pigment precursor of the pathway formula shown in FIG. A combination of gamete-derived biallelic genes H T , H F , H Z , H D and
(2)複対立遺伝子の組み合わせが、電気泳動により決定される、(1)に記載の方法。
(3)複対立遺伝子HT又はHFが、配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAである、(1)又は(2)に記載の方法。
(2) The method according to (1), wherein the combination of multiple alleles is determined by electrophoresis.
(3) The biallelic H T or H F has a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, a complementary sequence thereof, or 80% identity with those sequences or hybridizes under stringent conditions with these sequences. The method according to (1) or (2), which is a DNA containing a base sequence for soybean.
(4)複対立遺伝子HZ又はHDが、配列番号2の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAである、(1)又は(2)に記載の方法。 (4) hybridizing multiple alleles H Z or H D is the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, its complementary sequence, or or with the sequences under stringent conditions with those sequences with 80% or more identity The method according to (1) or (2), which is a DNA containing a base sequence for soybean.
(5)複対立遺伝子HOが、配列番号3の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAである、(1)又は(2)に記載の方法。
(5) A base in which the
(6)花卉が、双子葉植物又は単子葉植物から選択される、(1)〜(5)のいずれかに記載の方法。
(7)花卉がトルコギキョウである、(6)に記載の方法。
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the florets are selected from dicotyledonous plants or monocotyledonous plants.
(7) The method according to (6), wherein the groom is eustoma.
(8)複対立遺伝子HT又はHF由来の配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA又はその15塩基以上の断片。 (8) The base sequence of SEQ ID NO: 1, derived from the biallelic H T or H F , its complementary sequence, or a sequence having at least 80% identity or hybridizing under stringent conditions with these sequences DNA containing a base sequence for soybean or a fragment of 15 bases or more thereof.
(9)複対立遺伝子HZ又はHD由来の配列番号2の塩基配列又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAの第1エクソン配列中に、配列番号4のレトロトランスポゾンの塩基配列又はそれらの配列と60%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列が挿入されている、(8)に記載のDNA又はその15塩基以上の断片。
(9) including multiple alleles H Z or H D SEQ ID NO: hybridizing
(10)配列番号4の塩基配列又はそれらの配列と60%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むレトロトランスポゾン又はその15塩基以上の断片。 (10) A retrotransposon having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 or a nucleotide sequence having 60% or more identity with those sequences or hybridizing with these sequences under stringent conditions, or a fragment of 15 or more nucleotides thereof.
(11)複対立遺伝子HO由来の配列番号3の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA又はその15塩基以上の断片。
(11) The base sequence of SEQ ID NO: 3 derived from the
(12)開花前の花卉の花色を予測するためのキットであって、下記の(a)〜(c)のDNA又はその断片:
(a)複対立遺伝子HT又はHF由来の配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片、
(b)複対立遺伝子HZ又はHD由来の配列番号2の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片、並びに、
(c)複対立遺伝子HO由来の配列番号3の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片、
の少なくとも1つをプローブ又はプライマーとして含む、前記キット。
(12) A kit for predicting the flower color of a flower bud before flowering, the following DNA (a) to (c) or a fragment thereof:
(A) the base sequence of SEQ ID NO: 1, derived from the biallelic H T or H F , its complementary sequence, or those sequences having 80% or more identity or hybridizing under stringent conditions DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment of 15 or more bases of the DNA,
(B) multiple alleles H Z or H D nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 from its complementary sequence, or or hybridization with those sequences under stringent conditions with those sequences with 80% or more identity DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment of 15 or more bases of the DNA, and
(C) the base sequence of SEQ ID NO: 3 derived from the
The kit comprising at least one of the above as a probe or primer.
(13)プローブが標識されている、(12)に記載のキット。
(14)前記複対立遺伝子の組み合わせと花色との相関を示す早見表をさらに含む、(12)又は(13)に記載のキット。
(13) The kit according to (12), wherein the probe is labeled.
(14) The kit according to (12) or (13), further comprising a quick reference table showing a correlation between the combination of the biallelic genes and the flower color.
(15)花卉の複対立遺伝子HZ、HD又はその両方のエクソン部分に、配列番号4の塩基配列又はそれらの配列と60%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むレトロトランスポゾンを挿入することを含む、花卉の花色を改変する方法。 (15) floriculture multiple alleles H Z, H D or exon portions of both the base sequence or or their sequence under stringent conditions with those sequences with 60% identity of SEQ ID NO: 4 A method for modifying the flower color of a floret, comprising inserting a retrotransposon comprising a base sequence that hybridizes with the above.
(16)エクソンが第1エクソンである、(15)に記載の方法。
(17)花色の改変が、複対立遺伝子HD又はHZの機能を失い、新たに複対立遺伝子HT又はHFの機能を獲得することによって生じる、(15)又は(16)に記載の方法。
(16) The method according to (15), wherein the exon is a first exon.
(17) flower color modification of lose the function of multiple alleles H D or H Z, caused by acquiring the function of the newly multiple alleles H T or H F, according to (15) or (16) Method.
(18)花卉が、双子葉植物又は単子葉植物から選択される、(15)〜(17)のいずれかに記載の方法。 (18) The method according to any one of (15) to (17), wherein the florets are selected from dicotyledonous plants or monocotyledonous plants.
(19)図4に示す経路式のフラボノイド生合成の色素前駆物質のB環の水酸化に関わるフラボノイド3',5’-水酸化酵素を含む花卉の酵素反応系の花粉親配偶子及び種子親配偶子由来の複対立遺伝子HT、HF、HZ、HD及びHOの組み合わせと花色との相関を示す早見表であって、ここで、複対立遺伝子HTが、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)とシアニジン(Cyn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HFが該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して5’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HD又はHZが、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’,5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子であり、並びに、複対立遺伝子HOが該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’、5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子である、前記早見表。
(20)下記のいずれかである、(19)に記載の早見表。
(19) Pollen parent gametes and seed parents of an enzyme reaction system of a floret containing a flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase involved in hydroxylation of the B ring of the flavonoid biosynthesis pigment precursor of the pathway formula shown in FIG. A game chart showing a correlation between a combination of a gamete-derived multi-allele H T , H F , H Z , H D and
(20) The quick reference table according to (19), which is any of the following.
定義
本明細書中で使用される用語は、以下の定義を有する。
「複対立遺伝子に対応するフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ遺伝子」とは、花卉のフラボノイド3'、5’水酸化に関与し、複対立遺伝子遺伝子座に存在する複数の遺伝的な因子の一部を構成する要素を意味する。
Definitions Terms used herein have the following definitions.
“A flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase gene corresponding to a multi-allele” refers to a plurality of genetic factors involved in floron flavonoid 3 ′, 5 ′ hydroxylation and present in a multi-allelic locus. Means part of the element.
「花卉」とは、フラボノイドを含む花を有する被子植物、特に双子葉植物及び単子葉植物、をいう。 “Flower bud” refers to angiosperms, particularly dicotyledonous and monocotyledonous plants, having flowers containing flavonoids.
「花色遺伝型交配法」とは、フラボノイドのアントシアニジン色素、すなわちペラルゴニジン(Pgn)、シアニジン(Cyn)及びデルフィニジン(Dpn)、に関する遺伝型育種法において、フラボノイド生合成における前駆物質のB環の水酸化に関わる5つの複対立遺伝子を任意に組み合わせることによって自由に花色を作製するための方法をいう。 The “flower color genotype mating method” refers to the hydroxylation of the B ring of a precursor in flavonoid biosynthesis in the genotype breeding method for flavonoid anthocyanidin pigments, ie, pelargonidin (Pgn), cyanidin (Cyn) and delphinidin (Dpn). A method for freely producing flower colors by arbitrarily combining five multi-alleles related to.
「花粉親配偶子」とは、雄性配偶子をいう。一方、「種子親配偶子」とは、雌性配偶子をいう。 “Pollen parent gametes” refers to male gametes. On the other hand, the “seed parent gamete” refers to a female gamete.
「%同一性」とは、対象の複対立遺伝子のDNA配列との配列比較(alignment)を、ギャップを導入して又はギャップを導入しないで行い、対象のDNA配列の全塩基数に対する同一塩基数の百分率(%)をいう。配列比較は、通常、BLAST、FASTAなどのアルゴリズムを利用して行うことができる(例えば、S.F. Altschulら,J. Mol. Biol. 215:403−410(1990);W.R. Pearson D.S. Lipman,Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:2444−2448(1988))。 “% Identity” refers to a sequence comparison (alignment) with the DNA sequence of the target biallelic gene, with or without a gap, and the number of identical bases relative to the total number of bases in the target DNA sequence. The percentage (%). Sequence comparison can usually be performed using algorithms such as BLAST, FASTA (eg, SF Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990); WR Pearson). S. Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 2444-2448 (1988)).
「ストリンジェントな条件」とは、対象の複対立遺伝子のDNA配列に対してハイブリダイズすることができる条件であって、例えば30〜50℃で、3〜5×SSC、0.1〜1%SDS中で1〜15時間のハイブリダイゼーション、その後の、例えば0.1〜2×SSC、0.1〜1%SDS中、室温〜70℃での洗浄からなる条件をいう。このような条件下で対象の複対立遺伝子のDNA配列にハイブリダイズすることができるDNAは、例えば該複対立遺伝子の変異体又はホモログである。ここで、ホモログは、対象植物とは異なる植物又は植物品種の同族の複対立遺伝子を指す。 “Stringent conditions” are conditions that allow hybridization to the DNA sequence of the subject multiallele, for example, 3 to 5 × SSC, 0.1 to 1% at 30 to 50 ° C. This refers to conditions consisting of hybridization in SDS for 1-15 hours, followed by washing in, for example, 0.1-2 × SSC, 0.1-1% SDS at room temperature to 70 ° C. The DNA that can hybridize to the DNA sequence of the subject multiallele under such conditions is, for example, a mutant or homologue of the biallelic. Here, the homolog refers to a cognate multiallele of a plant or plant variety different from the target plant.
本発明により、花色発現に関連する5つの複対立遺伝子の構造が解明された結果、それらの遺伝子型を判定した上で遺伝する個体がどのような花色を当代及び/又は後代へ発現するか容易に予測することができるし、また、開花を迎えずに早期に花色を予測することができる。これによって、花粉親配偶子及び種子親配偶子間の複対立遺伝子の組み合わせと花色との関係を示す早見表の作成が可能となり、これは花色の予測のために便利に利用できる。 As a result of elucidating the structure of five multialleles related to flower color expression according to the present invention, it is easy to determine what flower color an individual who inherits after expressing their genotype will express to the present generation and / or progeny In addition, the flower color can be predicted at an early stage without reaching flowering. This makes it possible to create a quick reference table showing the relationship between the polyallelic combination between the pollen parent gamete and the seed parent gamete and the flower color, which can be used conveniently for the prediction of flower color.
さらにまた、本発明により、新規レトロトランスポゾンが見出され、これが挿入された遺伝子を保有する遺伝子型が解明された結果、5つの複対立遺伝子と花色との関係が明確となり、複対立遺伝子へのレトロトランスポゾン挿入を介して花色の改変、特に赤色への改変が可能となった。 Furthermore, as a result of the discovery of a novel retrotransposon according to the present invention and the elucidation of the genotype possessing the gene into which it was inserted, the relationship between the five multialleles and flower color became clear, and It was possible to modify the flower color, particularly red, through retrotransposon insertion.
複対立遺伝子
特許文献8に一部記載されるように、本発明者らは、花色遺伝型が、図4に示す経路式(I)のフラボノイド生合成に関係することを見出した。
図4中、HT、HF、HZ、HD及びHOは、フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関与する複対立遺伝子を表わし、ここで、複対立遺伝子HTが、該前駆物質でのB環の水酸化に関して3’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)とシアニジン(Cyn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HFが該前駆物質でのB環の水酸化に関して5’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HD又はHZが、該前駆物質でのB環の水酸化に関して3’,5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子であり、並びに、複対立遺伝子HOが該前駆物質でのB環の水酸化に関して3’、5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子である。
As described in part in Biallelic Patent Document 8, the present inventors have found that the flower color genotype is related to the flavonoid biosynthesis of pathway formula (I) shown in FIG.
In FIG. 4, H T , H F , H Z , H D and
さらにまた、図4中、花卉の花色発現に関わる主要アントシアニジン色素のペラルゴニジン(Pgn)、シアニジン(Cyn)、デルフィニジン(Dpn)の遺伝について、Pgn、Cyn、Dpn色素の遺伝子座をそれぞれPg/pg、Cy/cy、Dp/dpとして示した。Pgn、Cyn、Dpnの生合成に関与するジヒドロフラボノールリダクターゼ(DFR)およびアントシアニジンシンターゼ(AS)の酵素系の遺伝が、それぞれPg/pg、Cy/cy、Dp/dpの遺伝子によって制御されている(特許文献8)。 Furthermore, in FIG. 4, for the inheritance of pelargonidin (Pgn), cyanidin (Cyn), and delphinidin (Dpn), which are the main anthocyanidin pigments involved in flower color expression of the florets, the genetic loci of Pgn, Cyn, and Dpn pigments are respectively Pg / pg, It was shown as Cy / cy and Dp / dp. Inheritance of the enzyme systems of dihydroflavonol reductase (DFR) and anthocyanidin synthase (AS) involved in the biosynthesis of Pgn, Cyn, and Dpn is regulated by genes of Pg / pg, Cy / cy, and Dp / dp, respectively ( Patent Document 8).
本発明によれば、上記5つの複対立遺伝子HT、HF、HZ、HD及びHOは、該複対立遺伝子によって制御される3つのフラボノイド3'、5’-ヒドロキシラーゼ(F3’、5’-H)遺伝子群に基づいて、HTとHF、HZとHD及びHOに分類できる。
According to the present invention, the five multialleles H T , H F , H Z , H D and
フラボノイド色素前駆体のB環の水酸化に関与するフラボノイド3'−ヒドロキシラーゼ(F3'H)とフラボノイド3'、5'−ヒドロキシラーゼ(F3'、5'H)の酵素反応系の遺伝子型を、上記のとおり、HT、HF、HD、HZ、HOの5つの複対立遺伝子で示し、Pg/pgの記号のうち2つを選択し(すなわち、PgPg、Pgpg、pgpgの組合せ記号のうち1つを選択し)、Cy/cyの記号のうち2つを選択し(すなわち、Cycy、Cycy、cycyの組合せ記号のうち1つを選択し)、Dp/dpの記号のうち2つを選択し(すなわち、DpDp、Dpdp、dpdpの組合せ記号のうち1つを選択し)、また、HT、HF、HD、HZ、HOの記号のうち2つを選択し(すなわち、HTHT、HTHF、HTHD、HTHZ、HTHO、HFHF、HDHF、HZHF、HOHF、HDHD、HDHZ、HDHO、HZHO、HOHOの組合せ記号のうち1つを選択し)、花色を決める遺伝子型(色素遺伝子型)をD/d・E/e・HXHX・Pg/pg・Cy/cy・Dp/dpとして表わすことができる。
The genotype of the flavonoid 3′-hydroxylase (F3′H) and flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′H) enzyme reaction system involved in hydroxylation of the B ring of the flavonoid dye precursor , As indicated above, indicated by five multialleles of H T , H F , H D , H Z ,
本発明の3種の遺伝子は、花卉の組織、例えば根、葉、茎、種子などの植物体のあらゆる部分からDNAを抽出し、プライマーを使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行い、増幅産物を単離し、その後、配列決定によって得ることができる。すなわち、3種の遺伝子の翻訳領域を夾み、互いに向かい合う15〜30bpのオリゴヌクレオチドをプライマーとし、花卉の組織より抽出したDNAを鋳型としてPCRを行う。このPCRによって、プライマーにはさまれる領域のDNA断片が増幅される。 The three genes of the present invention extract DNA from every part of a plant body such as a floret tissue, for example, roots, leaves, stems, seeds, etc., and perform polymerase chain reaction (PCR) using primers to obtain amplification products. It can be isolated and then obtained by sequencing. That is, PCR is performed using the 15 to 30 bp oligonucleotides facing each other as primers and DNA extracted from the floret tissue as a template. By this PCR, a DNA fragment in a region sandwiched between the primers is amplified.
このようにして、複対立遺伝子HDとHZが3115bpの塩基配列(配列番号2)を含むこと、複対立遺伝子HOが2498bpの塩基配列(配列番号3)を含むこと、複対立遺伝子HT又はHFが8525bpの塩基配列(配列番号1)を含み、この配列中に配列番号4の塩基配列を含むレトロトランスポゾン様因子rTeg1(retrotransposon Eustoma grandiflorum 1)が含まれることが判明した(図2参照)。 In this way, the multiple alleles H D and H Z comprises nucleotide sequence of 3115bp (SEQ ID NO: 2), the multiple alleles H O comprises nucleotide sequence of 2498bp (SEQ ID NO: 3), multiple alleles H T or H F comprises nucleotide sequence of 8525bp (SEQ ID NO: 1), retrotransposon like element rTeg1 comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence (retrotransposon Eustoma grandiflorum 1) can contain were found (Fig. 2 reference).
具体的には、複対立遺伝子型HD又はHZのフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ(F3’、5’−H)遺伝子の構造は、配列番号2に示す3115bpの塩基配列であり、986bpと1000bpからなる2つのエクソンの間に、1129bpのイントロンを保有した構造である。 Specifically, flavonoid 3 of multiple alleles type H D or H Z ', 5'-hydroxylase (F3', 5'-H) structural gene is a nucleotide sequence of 3115bp of SEQ ID NO: 2, This structure has an intron of 1129 bp between two exons consisting of 986 bp and 1000 bp.
また、複対立遺伝子型HOのF3’、5’−H遺伝子の構造は、配列番号3に示す2498bpの塩基配列であり、986bpと1000bpからなる2つのエクソンの間に、512bpのイントロンを保有した構造である。
The structure of the F3 ′, 5′-H gene of the
さらにまた、複対立遺伝子型HT又はHFのF3’、5’−H遺伝子の構造は、配列番号1に示す8525bpの塩基配列であり、991bpと1000bpからなる2つのエクソンの間に1129bpのイントロンを保有し、さらに991bpの第1エクソンの491bpと500bpとの間に5405bpのレトロトランスポゾンが挿入された構造である。 Furthermore, F3 of multiple alleles type H T or H F ', the structure of the 5'-H gene is a nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1, of 1129bp between two exons consisting of 991bp and 1000bp This structure has an intron, and a 5405 bp retrotransposon is inserted between 491 bp and 500 bp of the first exon of 991 bp.
花色の予測法
本発明によれば、開花前の花卉の花色を予測する方法が提供される。この方法は、花粉親及び種子親配偶子間の上記複対立遺伝子HT、HF、HZ、HD及びHOの組み合わせを、該複対立遺伝子のフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ遺伝子に基づいて開花前の花卉組織から決定し、遺伝子型HXHX・Pg/pg・Cy/cy・Dp/dpについて花粉親及び種子親配偶子間の複対立遺伝子の組み合わせと花色との相関に基づいて、開花前の花卉の花色を予測することを含む。
Flower Color Prediction Method According to the present invention, a method for predicting flower color of a flower bud before flowering is provided. In this method, a combination of the above-mentioned multi-alleles H T , H F , H Z , H D and
本発明において、花卉とは、フラボノイド(flavonoids)を含む花、果実、種子、葉、すなわち、フラボノイドを含む花弁、萼片、苞、花被、果皮、種皮、葉柄などを有する顕花植物門(Anthophyta)の被子植物門(Angiospermae)であり、被子植物門には双子葉植物綱(Dicotyledoneae)及び単子葉植物綱(Monocotyledoneae)が含まれる。 In the present invention, florets are flowers, fruits, seeds, and leaves containing flavonoids, that is, flowering plant gates (Anthophyta) having petals, sepals, buds, flower coats, pericarps, seed coats, petiole containing flavonoids, and the like. ) Angiospermae, which includes dicotyledonae and monocotyledonae.
双子葉植物綱の合弁花亜網(Sympetalae)の花卉として、限定されるものではないが、例えば、キキョウ目(Campanulatae)(キク科(Compositae)、スティリディウム科(Stylidiaceae)、クサトベラ科(Goodeniaceae)、キキョウ科(Campanulacae))、ウリ目(Cucurbitales)(ウリ科(Cucurbitaceae))、アカネ目(Rubiales)(マツムシソウ科(Dipsacaceae)、オミナエシ科(Valerianaceae)、スイカズラ科(Caprifoliaceae)、アカネ科(Rubiaceae))、シソ目(Tubiflorae)(キツネノマゴ科(Acanthaceae)、タヌキモ科(Lentibulariaceae)、イワタバコ科(Gesneriaceae)、ツノゴマ科(Martyniaceae)、ゴマ科(Pedaliaceae)、ノウゼンカズラ科(Bignoniaceae)、ゴマノハグサ科(Scrophulariaceae)、ナス科(Solanaceae)、シソ科(Labiatae)、クマツヅラ科(Verbenaceae)、ムラサキ科(Boraginaceae)、ハゼリソウ科(Hydrophyllaceae)、ハナシノブ科(Polemoniaceae)、ヒルガオ科(Convolvulaceae))、モクセイ目(Contortae)(ガガイモ科(Asclepiadaceae)、キョウチクトウ科(Apocynaceae)、リンドウ科(Gentianaceae)、フジウツギ科(Loganiaceae)、モクセイ科(Oleaceae))、イソマツ目(Plumbaginales)(イソマツ科(Plumbaginaceae))、サクラソウ目(Primulales)(サクラソウ科(Primulaceae)、ヤブコウジ科(Myrsinaceae))、ツツジ目(Ericales)(ツツジ科(Ericaceae)、イチヤクソウ科(Pyrolaceae))、イワウメ目(Diapensiales)(イワウメ科(Diapensiaceae))が挙げられる。 Examples of flower buds of the dicotyledonous plant, Sympetalae, include, but are not limited to, for example, Campanulatae (Compositae), Styridaceae, Goodeniaceae ), Campanulacae), Cucurbitales (Cucurbitaceae), Rubials (Dipacaceae), Cepidae (Raeaceae) )), Tubiflorae (Acanthaceae), Lentiaceae (Lent) bulariaceae, Gesneriaceae, Martyniaceae, Pedialaceae, Bignaceae, Scrophularaceae, Scrophulaceae , Boraginaceae, Hydrophyllaceae, Polymonaceae, Convolvuleae, Contacetaceae, Ascaceae, Ascepiaceae aceae), Oleaceae (Oleaceae)), Plumbaginales (Plumbaginaceae), Primales (Pleumaceae), Pleumaceae (Pleumaceae) (Ericales) (Ericaceae), Pyrolaceae), Diapensiaes (Diapensiaaceae).
双子葉植物綱の離弁花亜網(Archichlamydeae)の花卉として、例えば、限定されるものではないが、テンニンカ目(Myrtiflorae)(アカバナ科(Onagraceae)、ノボタン科(Melastomataceae)、フトモモ科(Myrtacear)、シクンシ科(Combretaceae)、ザクロ科(Punicaceae)、ミソハギ科(Lythraceae)、グミ科(Elaegnaceae)、ジンチョウゲ科(Thymelaeaceae))、ツバキ目(Parietales)(シュウカイドウ科(Begoniaceae)、トケイソウ科(Passifloraceae)、ハンニチバナ科(Cistaceae)、スミレ科(Violaceae)、ツバキ科(Camelliaceae))、アオイ目(Malvales)(アオイ科(Malvacaeae)、ホルトノキ科(Elaeocarpaceae))、クロウメモドキ目(Rhamnales)(ブドウ科(Vitaceae)、クロウメモドキ科(Rhamnaceae))、ムクロジ目(Sapindales)(ツリフネソウ科(Balsaminaceae)、トチノキ科(Hippocastanaceae)、カエデ科(Aceraceae)、ニシキギ科(Celastraceae)、モチノキ科(Aquifoliaceae)、ウルシ科(Anacardiaceae))、フウロソウ目(Geraniales)(トウダイグサ科(Euphorbiaceae)、ヒメハギ科(Polygalaceae)、ミカン科(Rutaceae)、アマ科(Linaceae)、フウロソウ科(Geraniaceae)、カタバミ科(Oxalidaceae))、バラ目(Rosales)(マメ科(Leguminosae)、バラ科(Rosaceae)、マンサク科(Hamamelidaceae)、トベラ科(Pittosporaceae)、ユキノシタ科(Saxifragaceae)、ベンケイソウ科(Crassulaceae))、サラセニア目(Sarraceniales)(サラセニア科(Sarraceniaceae)、ウツボカズラ科(Nepenthaceae)、モウセンゴケ科(Droseraceae))、ケシ目(Papaverales)(アブラナ科(Brassicaseae)、フウチョウソウ科(Capparidaceae)、ケシ科(Papaveraceae))、キンポウゲ目(Ranunculales)(クスノキ科(Lauraceae)、メギ科(Berberidaceae)、キンポウゲ科(Ranunculaceae)、アケビ科(Lardizabalaceae)、スイレン科(Nymphaeaceae)、バンレイシ科(Annonaceae)、モクレン科(Magnoliaceae))、アカザ目(Centrospermae)(ナデシコ科(Caryophyllaceae)、オシロイバナ科(Nyctaginaceae))、タデ目(Polygonales)(タデ科(Polygonaceae))、イラクサ目(Urticales)(クワ科(Moraceae))、ヤマモモ目(Myricales)(ヤマモモ科(Myricaceae))が挙げられる。 Examples of flower buds of dicotyledonous leaflets (Archichlamydeae) include, but are not limited to, Myrtiflorae (Onaglaceae), Melanomataceae, Myrtacear , Combretaceae, Punicaceae, Lythraceaae, Geraidae, Thymelaeaceae, Parietalesceae, Betaceae Cistaceae, Violaceae, Camellia (Came) liaceae), Malvales (Malvaeaae, Elaeocarpaceae), Rhamnales (Vitaceae), Rhamedaceae (Rhamaneceae) (Balsaminaceae), Hippocastanaceae, Mapleaceae (Aceraceae), Asteraceae (Celastraceae), Aceraceaeaceae (A), Aceraceae (Aceraceae), Gourdaceae (A) Polygalaceae), Rutaceae Rutaceae, Linaceae, Geraniaceae, Oxalilidaceae), Rosales (Leguminosae), Rosaceae, Spiraceae (Hacemaceae) ), Saxifragagaceae, Crassulaceae), Sarraceniales (Sarracenaceae), Nepenthaesae, Nepentaceae, ), Clevisaceae (Ca pparidaceae), Papaveraceae), Ranuncules (Lauraceae), Berberidaceae, Ranunceaceae, Launceaceae (Lanecaceae) ), Magnoliaceae), Centrospermae (Caryophyllaceae), Nyctagineaceae (Polygones) (Polyaceae), Polyaceae (Polyaceae) Moraceae)) Myricales) (bayberry family (Myricaceae)), and the like.
単子葉植物網の花卉として、限定されるものではないが、例えば、ラン目(Orchidales)(ラン科(Orchidaceae))、ショウガ目(Scitaminea)(カンナ科(Cannaceae)、ショウガ科(Zingiberaceae)、バショウ科(Musaceae))、ユリ目(Liliiflorae)(アヤメ科(Iridaceae)、ヒガンバナ科(Amaryllidaceae)、ユリ科(Liliaceae))、ツユクサ目(Commelinales)(ミズアオイ科(Pontederiaceae)、ツユクサ科(Commelinaceae)、パイナップル科(Bromeliaceae)、サトイモ目(Arales)(サトイモ科(Araceae))が挙げられる。 Examples of monocotyledonous flower buds include, but are not limited to, for example, Orchidales (Orchidaceae), Ginger (Citaminea) (Cannaceae), Zingiberaceae, (Musaceae)), Lilyflorae (Iridaceae), Amaryllidaceae, Lilyaceae), Commelinales (Comellaceae), Ponidaceae (Ponteaceae) Family (Bromeliaceae), Araceae (Araceae).
本発明において、上記5つの複対立遺伝子型の組み合わせは、3種類のフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ遺伝子に基づいて開花前の花卉組織から決定される。 In the present invention, the combination of the above five biallelic types is determined from the flowering tissue before flowering based on the three flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase genes.
上記3種類のフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ遺伝子を得るために、レトロトランスポゾン様因子rTeg1の挿入部位を挟み込む、5’→3’向きの塩基配列に対応した第1のプライマーと、3’→5’向きの塩基配列に対応した第2のプライマーを用いてPCRを行うことができる。そのためのプライマーは、例えば以下のものである。
第1のプライマー:
5’−CTCAGACCTCTGTTACCTCAGTCAG−3’(配列番号5)
第2のプライマー:
3’−AGAAACTGAACTCTCATCC−5’(配列番号6)
In order to obtain the above three kinds of flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase genes, a first primer corresponding to a 5 ′ → 3 ′ direction base sequence sandwiching the insertion site of the retrotransposon-like factor rTeg1 and 3 ′ → PCR can be performed using the second primer corresponding to the 5′-oriented base sequence. The primer for that is the following, for example.
First primer:
5′-CTCAGACCCTCTGTTACCTCAGTCAG-3 ′ (SEQ ID NO: 5)
Second primer:
3′-AGAAACTGAACTCTCATCC-5 ′ (SEQ ID NO: 6)
増幅されたDNAは、電気泳動で分離することができ、電気泳動ゲル上のバンドとして検出される。ゲル上のバンドは、ゲルから単離可能で、単離されたDNA断片はサイクルシークエンシング法によるプライマーウォーキングなど、通常行われている塩基配列決定の方法に従って、全塩基配列を決定できる。DNA断片の塩基配列が決定されたとき、その断片にトランスポゾン様DNAが挿入されていれば、そのトランスポゾンの配列と挿入位置も決定される。 The amplified DNA can be separated by electrophoresis and detected as a band on the electrophoresis gel. The band on the gel can be isolated from the gel, and the isolated DNA fragment can be determined for the entire base sequence according to a commonly used base sequencing method such as primer walking by a cycle sequencing method. When the base sequence of a DNA fragment is determined, if a transposon-like DNA is inserted into the fragment, the transposon sequence and insertion position are also determined.
例えば、トルコギキョウの品種あすかの紅から抽出したDNAを鋳型として用い、上記に示されたオリゴヌクレオチドをプライマーとして用い、PCRを行って、PCR産物をアガロースゲルによる電気泳動を行った場合には、約8kbpのDNA断片が得られる。このDNA断片をアガロースゲルから抽出して、サイクルシークエンシング法によるプライマーウォーキングによって全塩基配列を決定すると、配列番号1に示す8525bpの塩基配列からなるトランスポゾン様DNAが含まれることが判明した。 For example, when DNA extracted from Eustoma varieties Asuka Beni is used as a template, the above-described oligonucleotide is used as a primer, PCR is performed, and the PCR product is subjected to electrophoresis on an agarose gel, about An 8 kbp DNA fragment is obtained. When this DNA fragment was extracted from an agarose gel and the entire base sequence was determined by primer walking by the cycle sequencing method, it was found that a transposon-like DNA consisting of the 8525 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 1 was contained.
例えばトルコギキョウの品種ロイヤルバイオレットから抽出したDNAを用い、上記に示されたオリゴヌクレオチドをプライマーとして用い、PCRを行って、PCR産物をアガロースゲルによる電気泳動を行った場合には約2.5kbpのDNA断片が得られる。このDNA断片をアガロースゲルから抽出して、サイクルシークエンシング法によるプライマーウォーキングによって全塩基配列を決定すると、配列番号3に示す2498bpの塩基配列からなるDNAが含まれることが判明した。 For example, when DNA extracted from Eustoma variety Royal Violet was used, PCR was performed using the oligonucleotides shown above as primers, and the PCR product was subjected to electrophoresis on an agarose gel, about 2.5 kbp DNA Fragments are obtained. When this DNA fragment was extracted from an agarose gel and the entire base sequence was determined by primer walking by the cycle sequencing method, it was found that DNA consisting of the 2498 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was contained.
例えば、トルコギキョウの品種メロウラベンダーから抽出した抽出したDNAを用い、上記に示されたオリゴヌクレオチドをプライマーとして用い、PCRを行って、PCR産物をアガロースゲルによる電気泳動を行った場合には約3kbpのDNA断片が得られる。このDNA断片をアガロースゲルから抽出して、サイクルシークエンシング法によるプライマーウォーキングによって全塩基配列を決定すると、配列番号2に示す3115bpの塩基配列からなるDNAが含まれることが判明した。 For example, when DNA extracted from Eustoma variety mellow lavender is used, PCR is performed using the oligonucleotides shown above as primers, and the PCR product is electrophoresed on an agarose gel, it is about 3 kbp. A DNA fragment is obtained. When this DNA fragment was extracted from an agarose gel and the entire base sequence was determined by primer walking by the cycle sequencing method, it was found that DNA consisting of the 3115 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 2 was contained.
したがって、本発明によれば、上記複対立遺伝子型を決める3種類のフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ遺伝子は、以下のものである。 Therefore, according to the present invention, the three types of flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase genes that determine the above-described biallelic types are as follows.
(1)複対立遺伝子型HTを表わす、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’位の水酸化を制御しペラルゴニジン(Pgn)とシアニジン(Cyn)の生合成に関与するDNAであって、配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは、
複対立遺伝子型HFを表わす、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して5’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)の生合成に関与するDNAであって、配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA。
(1) represents the multiple alleles type H T, involved in the biosynthesis of controlling the hydroxide of 3 'position with respect to hydroxylation of the B ring in a precursor of the flavonoid biosynthetic pelargonidin (Pgn) and cyanidin (Cyn) DNA comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, a complementary sequence thereof, or a nucleotide sequence having 80% or more identity with those sequences or hybridizing under stringent conditions with these sequences Or
Representing the multiple alleles type H F, controls the hydroxide of 5 'position with respect to hydroxylation of the B ring in a precursor of the flavonoid biosynthesis, a DNA involved in the biosynthesis of pelargonidin (Pgn), sequence A DNA comprising the nucleotide sequence of No. 1, a complementary sequence thereof, or a nucleotide sequence having 80% or more identity with these sequences or hybridizing with these sequences under stringent conditions.
(2)複対立遺伝子HD又はHZを表わす、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’,5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与するDNAであって、配列番号2の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA。 (2) Control of hydroxylation at the 3 'and 5' positions with respect to hydroxylation of the B ring in the precursor of the flavonoid biosynthesis, which represents the biallelic H D or H Z, for biosynthesis of delphinidin (Dpn) DNA involved, comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, its complementary sequence, or a nucleotide sequence having 80% or more identity with these sequences or hybridizing under stringent conditions with these sequences DNA.
(3)複対立遺伝子型HOを表わす、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’、5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与するDNAであって、配列番号3の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA。
(3) Regulates hydroxylation at the 3 ′ and 5 ′ positions with respect to hydroxylation of the B ring in the precursor of the flavonoid biosynthesis, which represents a
上記(1)〜(3)のDNAにおいて、該DNAには、上記のフラボノイド生合成に関与する活性を有するという条件で、配列番号1、配列番号2又は配列番号3の塩基配列或いはその相補的配列と通常60%以上、好ましくは70%以上、75%以上、より好ましくは80%以上、85%以上、さらに好ましくは90%以上、95%以上又は98%以上の同一性を有するDNAも包含される。 In the DNAs of (1) to (3) above, the DNA has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 or its complementary under the condition that it has an activity related to the flavonoid biosynthesis. Also included is DNA having a sequence identity of usually 60% or more, preferably 70% or more, 75% or more, more preferably 80% or more, 85% or more, more preferably 90% or more, 95% or more, or 98% or more. Is done.
また、そのようなDNAには、配列番号1、配列番号2又は配列番号3の塩基配列或いはその相補的配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAも包含される。ストリンジェントな条件は、上記定義のとおりであり、すなわち、以下のものに特に限定されないが、例えば30〜50℃で、3〜5×SSC、0.1〜1%SDS中で1〜15時間のハイブリダイゼーション、その後の、例えば0.1〜2×SSC、0.1〜1%SDS中、室温〜70℃での洗浄からなる条件をいう。ここで、1×SSCとは、150mM塩化ナトリウム及び15mMクエン酸ナトリウムを含む水溶液(pH7.2)である。ストリンジェントな条件の他の例は、例えばSambrookら, Molecular Cloning, A Laboratory Mannual, Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989に記載されており、その開示を本発明でも利用しうるものとする。 Such DNA also includes DNA comprising a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 or its complementary sequence. The stringent conditions are as defined above, that is, not particularly limited to the following, but for example, at 30-50 ° C., 3-5 × SSC, 0.1-1% SDS for 1-15 hours And subsequent washing in, for example, 0.1 to 2 × SSC, 0.1 to 1% SDS at room temperature to 70 ° C. Here, 1 × SSC is an aqueous solution (pH 7.2) containing 150 mM sodium chloride and 15 mM sodium citrate. Other examples of stringent conditions are described in, for example, Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989, the disclosure of which can be used in the present invention.
上記の80%以上の同一性を有するDNA、或いは、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAは、配列番号1、配列番号2又は配列番号3の塩基配列或いはその相補的配列の突然変異体、それとは異なる植物又は植物品種のホモログなどを含む。 DNA having 80% identity or more, or DNA that hybridizes under stringent conditions is a mutant of the base sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 or its complementary sequence, It includes homologs of different plants or plant varieties.
本発明の方法では、開花前の花卉の組織、例えば葉、根、茎などの任意の部位からDNAを抽出し、必要であればPCR法により該DNAを増幅し、DNAをサイズ分離する。DNAのサイズは、例えばトルコギキョウの場合8525bp(配列番号1)、3115bp(配列番号2)、2498bp(配列番号3)であり、これらは、後述の実施例6又は図3ではそれぞれEf3、Ef2、Ef1と称される。これらの特定のDNAサイズは、あくまでも例示であり、もし植物の種類が異なれば、それらのサイズも相違するかもしれないが、本発明では、配列番号1、配列番号2又は配列番号3の塩基配列或いはその相補的配列と一次構造及び活性の点で類似する限り、いかなるDNAサイズも許容しうる。 In the method of the present invention, DNA is extracted from an arbitrary site such as a flower bud tissue such as a leaf, a root, or a stem before flowering. If necessary, the DNA is amplified by a PCR method, and the DNA is size-separated. The size of DNA is, for example, 8525 bp (SEQ ID NO: 1), 3115 bp (SEQ ID NO: 2), and 2498 bp (SEQ ID NO: 3) in the case of Eustoma, which are Ef3, Ef2, and Ef1 in Example 6 or FIG. 3 described later, respectively. It is called. These specific DNA sizes are merely examples, and if the types of plants are different, their sizes may be different. In the present invention, the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 3 are used. Alternatively, any DNA size is acceptable as long as it is similar in primary structure and activity to its complementary sequence.
DNAの抽出は、花卉の組織を微塵切りにし、これを適当なバッファー中でホジナイズしたのち、フェノール法などの公知のDNA抽出法にて、全DNAを抽出する。このためには、市販のDNA抽出キットを使用してもよく、そのようなキットの例は、Plant Genomics DNA Miniキット(バイオジーン社)などである。 In the extraction of DNA, the floret tissue is cut into fine particles, and this is homogenized in an appropriate buffer, and then the total DNA is extracted by a known DNA extraction method such as the phenol method. For this purpose, a commercially available DNA extraction kit may be used, and an example of such a kit is a Plant Genomics DNA Mini kit (Biogene).
全DNAから対象のDNAをサイズ分離するために、例えば電気泳動、サザンハイブリダイゼーションなどを利用することができる。電気泳動の場合、ゲルは、通常、アガロースゲルが好ましい。 For example, electrophoresis or Southern hybridization can be used to size-separate the target DNA from the total DNA. In the case of electrophoresis, the gel is usually preferably an agarose gel.
対象DNAを電気泳動で検出する場合、対象DNAを予めPCR法で増幅することが好ましい。PCRのためのプライマーは、配列番号1、2及び3の5’末端側配列及び3’末端側配列はいずれも同じ配列を有するため、同一の正方向プライマーと逆方向プライマーを設計、作製し、使用することができる。植物種によっては、配列番号1、2及び3の塩基配列から設計されたプライマー配列が、例えば5’末端又は3’末端の配列の相違のために、使用できない場合もあるかもしれないが、そのような場合には、植物種の組織からDNAを抽出し、配列番号1、2及び3の塩基配列との同一性を考慮して作製したランダムなプライマーを用いてPCR増幅し、増幅されたDNAについて塩基配列を決定することを通して、適切なプライマー配列を決めることができる。或いは、GenBankなどの配列データバンクを介して、対象DNA配列に関して種々の植物種の関連配列を検索し、得られた配列に基づいてプライマー配列を決めることができる。プライマーのサイズは、例えば15〜50塩基、好ましくは17〜25塩基である。 When the target DNA is detected by electrophoresis, the target DNA is preferably amplified in advance by the PCR method. Since the primers for PCR have the same sequences in the 5 ′ terminal sequence and the 3 ′ terminal sequence of SEQ ID NOs: 1, 2, and 3, the same forward primer and reverse primer are designed and prepared, Can be used. Depending on the plant species, primer sequences designed from the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1, 2 and 3 may not be used due to differences in the sequences of the 5 ′ end or 3 ′ end, for example. In such a case, DNA is extracted from the tissue of the plant species, PCR amplified using random primers prepared in consideration of the identity with the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1, 2, and 3, and the amplified DNA An appropriate primer sequence can be determined through determining the base sequence for. Alternatively, the relevant sequences of various plant species can be searched for the target DNA sequence via a sequence data bank such as GenBank, and the primer sequence can be determined based on the obtained sequence. The size of the primer is, for example, 15 to 50 bases, preferably 17 to 25 bases.
PCR条件は、目的の対象DNAが増幅可能な限り限定されないが、例えば94〜95℃で10秒〜1分間の変性、50〜65℃で10秒〜1分間のアニーリング、72℃で30秒〜10分の伸長反応を1サイクルとし、20〜50サイクル反応を行うことを含む。PCRに際しては、耐熱性逆転写酵素(例えばTaqポリメラーゼなど)、dNTP(ここで、NはA,T,G及びCである)、Mg2+を含有するバッファーなどが用いられる。 PCR conditions are not limited as long as the target DNA of interest can be amplified. For example, denaturation at 94 to 95 ° C. for 10 seconds to 1 minute, annealing at 50 to 65 ° C. for 10 seconds to 1 minute, and annealing at 72 ° C. for 30 seconds to This includes 10 cycles of extension reaction as one cycle and 20 to 50 cycle reactions. In PCR, a thermostable reverse transcriptase (for example, Taq polymerase), dNTP (where N is A, T, G and C), a buffer containing Mg 2+ or the like is used.
対象DNAをサザンハイブリダイゼーションで検出する場合、植物の組織から抽出された全DNAを、上記のように電気泳動にかけてサイズ分離したのち、アルカリ処理し、ナイロンなどのメンブランに転写し、標識プローブを用いて対象DNAを検出する。プローブは、下記の(1)〜(3)のDNA又はその断片の少なくとも1つである。 When the target DNA is detected by Southern hybridization, the total DNA extracted from the plant tissue is subjected to size separation by electrophoresis as described above, then treated with alkali, transferred to a membrane such as nylon, and a labeled probe is used. To detect the target DNA. The probe is at least one of the following DNAs (1) to (3) or a fragment thereof.
(1)複対立遺伝子HT又はHF由来の配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片。 (1) The base sequence of SEQ ID NO: 1, derived from the biallelic H T or H F , its complementary sequence, or a sequence having at least 80% identity or hybridizing under stringent conditions with these sequences DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment of 15 or more bases of the DNA.
(2)複対立遺伝子HZ又はHD由来の配列番号2の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片。 (2) multiple alleles H Z or H D nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 from its complementary sequence, or or hybridization with those sequences under stringent conditions with those sequences with 80% or more identity DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment of 15 or more bases of the DNA.
(3)複対立遺伝子HO由来の配列番号3の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片。
(3) The base sequence of SEQ ID NO: 3 derived from the
プローブのサイズは、15塩基以上であり、例えば20〜200塩基、25〜100塩基、50〜80塩基などである。また、プローブの標識は、例えば蛍光ラベル化剤、放射性同位元素によって行われる。 The size of the probe is 15 bases or more, for example, 20 to 200 bases, 25 to 100 bases, 50 to 80 bases, and the like. The labeling of the probe is performed with, for example, a fluorescent labeling agent or a radioisotope.
本発明においては、上記の手法によって、該アントシアニジン類のフラボノイド生合成の前駆化合物のB環の水酸化に関与する5つの複対立遺伝子型のフラボノイド3’、5’−ヒドロキシラーゼ遺伝子を知ることが可能である。 In the present invention, it is possible to know five biallelic flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase genes involved in hydroxylation of the B ring of the precursor compound for flavonoid biosynthesis of the anthocyanidins by the above-described method. Is possible.
複対立遺伝子型がHTHTの場合、B環の水酸基が1個と2個を有する4種の前駆物質(ナリンゲニン(naringenin)、エリオディクチオール(eriodictyol)、ジヒドロケンフェロール(dihydrokaempferol)、ジヒドロクエルセチン(dihydroquercetin))を生成し、HFHFの場合、B環の水酸基を1個有する2種の前駆物質(ナリンゲニン(naringenin)、ジヒドロケンフェロール(dihydrokaempferol))を生成し、HTHFの場合、B環(B−ring)の水酸基が1〜3個有する6種の前駆物質(ナリンゲニン(naringenin)、エリオディクチオール(eriodictyol)、ペンタヒドロキシフラバノン(pentahydroxyflavanone)、ジヒドロケンフェロール(dihydrokaempferol)、ジヒドロクエルセチン(dihydroquercetin)、ジヒドロミリセチン(dihydromyricetin))を生成するが、これらのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子として、配列番号1に示す8525bpの塩基配列の遺伝子が検出される。 If multiple allelic forms of H T H T, 4 kinds of precursor hydroxy groups in the B ring has one and two (naringenin (naringenin), Elio decrease-thiol (eriodictyol), dihydro kaempferol (dihydrokaempferol), dihydro In the case of H F H F , two precursors having one B-ring hydroxyl group (naringenin, dihydrokaempferol) are generated, and H T H F In this case, six kinds of precursors (naringenin, eriodictyl), pentahydroxyflavanone (pentent) having 1 to 3 hydroxyl groups of B ring (B-ring) It produces hydroflavone, dihydrokaempferol, dihydroquercetin, dihydromyricetin, but these flavonoids 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-hydroxylase) As a result, a gene having a base sequence of 8525 bp shown in SEQ ID NO: 1 is detected.
複対立遺伝子型がHDHDの場合、B環の水酸基を3個有する2種の前駆物質(ペンタヒドロキシフラバノン(pentahydroxyflavanone)、ジヒドロミリセチン(dihydromyricetin))を生成し、HDHZ、HZHZの場合、B環の水酸基が3個有する2種の前駆物質(ペンタヒドロキシフラバノン(pentahydroxyflavanone)、ジヒドロミリセチン(dihydromyricetin))を生成するが、これらのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子として、配列番号2に示す3115bpの塩基配列の遺伝子が検出される。 When the biallelic type is H D H D , two precursors having three B-ring hydroxyl groups (pentahydroxyflavanone, dihydromyricetin) are generated, and H D H Z , H In the case of Z H Z , two precursors having three B-ring hydroxyl groups (pentahydroxyflavanone, dihydromyricetin) are produced, but these flavonoids 3 ′, 5′-hydroxylation are produced. As the enzyme (F3 ′, 5′-H) gene, a gene having a base sequence of 3115 bp shown in SEQ ID NO: 2 is detected.
複対立遺伝子型がHOHOの場合、B環(B−ring)の水酸基が1〜3個有する6種の前駆物質(ナリンゲニン(naringenin)、エリオディクチオール(eriodictyol)、ペンタヒドロキシフラバノン(pentahydroxyflavanone)、ジヒドロケンフェロール(dihydrokaempferol)、ジヒドロクエルセチン(dihydroquercetin)、ジヒドロミリセチン(dihydromyricetin))を生成するが、このフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子として、配列番号3に示す2498bpの塩基配列の遺伝子が検出される。
When the biallelic type is H 2 O 2
すなわち、配列番号1に示す8525bpの塩基配列の遺伝子は、HTの対立遺伝子(allele)の制御に関係し、従って、ナリンゲニン(naringenin)からエリオディクティオール(eriodictyol)並びにジヒドロケンフェロール(dihydrokaempferol)からジヒドロクエルセチン(dihydroquercetin)への生化学的変換(biosynthetic transformation)の制御に関係する。また、8525bpの塩基配列の遺伝子は、HFの対立遺伝子の制御にも関係し、従って、エリオディクティオール(eriodictyol)からペンタヒドロキシフラバノン(pentahydroxyflavanone)並びにジヒドロクエルセチン(dihydroquercetin)からジヒドロミリセチン(dihydromyricetin)への生化学的変換の制御に関係する。 That is, the gene of the nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1, alleles of H T related to the control of (allele), therefore, naringenin Elio decrease-tee-ol from (naringenin) (eriodictyol) and dihydro kaempferol (dihydrokaempferol) It relates to the control of biochemical transformation from to dihydroquercetin. Further, the gene of the nucleotide sequence of 8525bp is also related to the control of the alleles H F, therefore, pentahydroxy flavanone (pentahydroxyflavanone) from Elio decrease-tee-ol (eriodictyol) and dihydroquercetin (dihydroquercetin) from dihydromyricetin (Dihydromyricetin ) Related to the control of biochemical conversion to.
また、配列番号2に示す3115bpの塩基配列の遺伝子は、HD及び/又はHZの対立遺伝子の制御に関係し、従って、ナリンゲニン(naringenin)からペンタヒドロキシフラバノン(pentahydroxyflavanone)並びにジヒドロケンフェロール(dihydrokaempferol)からジヒドロミリセチン(dihydromyricetin)への生化学的変換の制御に関係する。 Further, the gene of the nucleotide sequence of 3115bp of SEQ ID NO: 2 is related to the control of the alleles of H D and / or H Z, therefore, pentahydroxy flavanone (pentahydroxyflavanone) from naringenin (naringenin) and dihydro kaempferol (dihydrokaempferol ) To the control of biochemical conversion from dihydromyricetin.
さらにまた、配列番号3に示す2498bpの塩基配列の遺伝子は、HOの対立遺伝子の制御に関係し、従って、ナリンゲニン(naringenin)からエリオディクティオール(eriodictyol)とペンタヒドロキシフラバノン(pentahydroxyflavanone)並びにジヒドロケンフェロール(dihydrokaempherol)からジヒドロクエルセチン(dihydroquercetin)とジヒドロミリセチン(dihydromyricetin)への全ての生化学的変換の制御に関係する。 Furthermore, the gene of the base sequence of 2498 bp shown in SEQ ID NO: 3 is involved in the regulation of the HO allele, and therefore, from naringenin to eriodictyol and pentahydroxyflavanone as well as dihydro It is involved in the control of all biochemical conversions of dihydrokaempherol to dihydroquercetin and dihydromyricetin.
なお、上記の前駆物質の構造を含むPgn、Cyn及びDpnの生合成経路に関しては、村上孝夫、天然物の構造と化学、155〜185頁、廣川書店、1984年に記載されている。 The biosynthetic pathway of Pgn, Cyn and Dpn including the structure of the above precursor is described in Takao Murakami, Structure and chemistry of natural products, pages 155 to 185, Yodogawa Shoten, 1984.
本発明において、例えば、トルコギキョウ花弁の色素遺伝子型(pigment genotype)について、HTHTPg−CyCyDpDpの色素遺伝子型でPgnCyn型の色素表現型(PgnCyn−pigment phenotype)の場合、HTHFPg−CyCyDpDpの遺伝子型でPgnCynDpn型の表現型の場合、及びHFHFPg−CyCyDpDpの遺伝子型でPgn型の表現型の場合、いずれのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子も、配列番号1に示す8525bpの塩基配列の遺伝子である。色素遺伝子型の表記において、「−」は、その一つ前に表記された遺伝子(遺伝子及び/又は遺伝子型)に優性的に支配されていることを示し、いずれの遺伝子でも用いることができることを意味する。 In the present invention, for example, a dye genotype lisianthus petal for (Pigment genotype), if a dye genotype H T H T Pg-CyCyDpDp PgnCyn type dye phenotype (PgnCyn-pigment phenotype), H T H F Pg for phenotype PgnCynDpn type genotype of -CyCyDpDp, and H F H F Pg-CyCyDpDp in genotype when phenotype Pgn type, any flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase (F3' The 5′-H) gene is also a gene having a base sequence of 8525 bp shown in SEQ ID NO: 1. In the notation of pigment genotype, “-” indicates that it is dominantly controlled by the gene (gene and / or genotype) indicated immediately before, and that any gene can be used. means.
例えば、HZHZ−−CyCyDpDp、HDHZ−−CyCyDpDp、HDHD−−CyCyDpDpの色素遺伝子型でDpn型の色素表現型の場合、いずれのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子も、配列番号2に示す3115bpの塩基配列の遺伝子である。色素遺伝子型の表記において、「−−」は、いずれの遺伝子(遺伝子及び/又は遺伝子型)も用いることができることを意味する。 For example, H Z H Z --CyCyDpDp, H D H Z --CyCyDpDp, H D H D If a dye genotype --CyCyDpDp of Dpn type pigment phenotype, any flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase The enzyme (F3 ′, 5′-H) gene is also a gene having a base sequence of 3115 bp shown in SEQ ID NO: 2. In the notation of pigment genotype, “-” means that any gene (gene and / or genotype) can be used.
例えば、HOHOpgpgCyCyDpDpの色素遺伝子型でCynDpn型の色素表現型、及び、HOHOPg−CyCyDpDpの色素遺伝子型でPgnCynDpn型の色素表現型の場合、いずれのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子も、配列番号3に示す2498bpの塩基配列の遺伝子である。 For example, in the case of the pigment phenotype of H O H O pgpgCyCyDpDp and the pigment phenotype of CynDpn, and the pigment genotype of H O H O Pg-CyCyDpDp and the pigment phenotype of PgnCynDpn, any flavonoid 3 ′, 5 ′ -The hydroxylase (F3 ', 5'-H) gene is also a gene having a base sequence of 2498 bp shown in SEQ ID NO: 3.
本発明では、ヘテロ型の遺伝子型をフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子より同定できる。例えば、HTHOPg−CyCyDpDpの色素遺伝子型でPgnCynDpn型の色素表現型の場合、フラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子は、配列番号1に示す8525bpの塩基配列の遺伝子と配列番号3に示す2498bpの塩基配列の遺伝子とが検出される。例えば、HTHDPg−CyCyDpDpの色素遺伝子型でPgnCynDpn型の色素表現型の場合、フラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子は、配列番号1に示す8525bpの塩基配列の遺伝子と配列番号2に示す3115bpの塩基配列の遺伝子が検出される。 In the present invention, the heterozygous genotype can be identified from the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene. For example, if the pigment phenotype of PgnCynDpn type a dye genotype H T H O Pg-CyCyDpDp, flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase (F3', 5'-H) gene are shown in SEQ ID NO: 1 A gene having a base sequence of 8525 bp and a gene having a base sequence of 2498 bp shown in SEQ ID NO: 3 are detected. For example, if the pigment phenotype of PgnCynDpn type a dye genotype H T H D Pg-CyCyDpDp, flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase (F3', 5'-H) gene are shown in SEQ ID NO: 1 A gene having a base sequence of 8525 bp and a gene having a base sequence of 3115 bp shown in SEQ ID NO: 2 are detected.
アントシアニジン類では、その構造中のB環の水酸化が異なることでその呈色が決定される。すなわち、B環の4’位に水酸基が1個有するペラルゴニジン(Pgn)はオレンジ色〜朱赤色を呈し、B環の3’、4’位に水酸基が2個有するシアニジン(Cyn)は赤色〜深紅色を呈し、B環の3’、4’、5’位に水酸基が3個有するデルフィニジン(Dpn)は赤紫〜紫色を呈し、これらが共存することによって様々な花色を発現する(本多利雄ら、現代化学、25〜32頁、東京化学同人、1998年)。 In anthocyanidins, coloration is determined by different hydroxylation of the B ring in the structure. That is, pelargonidin (Pgn) having one hydroxyl group at the 4 ′ position of the B ring exhibits orange to vermilion red, and cyanidin (Cyn) having two hydroxyl groups at the 3 ′ and 4 ′ positions of the B ring is red to deep. Delphinidin (Dpn), which has a red color and has three hydroxyl groups at the 3 ′, 4 ′, and 5 ′ positions of the B ring, exhibits a reddish purple to purple color, and when these coexist, it expresses various flower colors (Toshio Honda) Et al., Contemporary Chemistry, 25-32, Tokyo Chemical Doujin, 1998).
本発明において、例えば、トルコギキョウのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子が、配列番号1に示す8525bpの塩基配列の遺伝子であれば、赤紫色、赤色、深赤色、紫赤色、淡赤色、ピンク色、白赤色、白色の花を得ることができる。ここで、白色はアントシアニジンを全く含まないことに起因する。トルコギキョウのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子が、配列番号2に示す3115bpの塩基配列の遺伝子であれば、淡紫色、紫赤色、紫色、青紫色の花を得ることができる。トルコギキョウのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子が、配列番号3に示す2498bpの塩基配列の遺伝子であれば、赤紫色、赤色、紫赤色の花を得ることができる。 In the present invention, for example, if the Eustoma flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene has a base sequence of 8525 bp shown in SEQ ID NO: 1, reddish purple, red, Deep red, purple red, light red, pink, white red, and white flowers can be obtained. Here, the white color is attributed to the fact that it does not contain any anthocyanidins. If the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene of Eustoma grandiflorum is a gene having a base sequence of 3115 bp shown in SEQ ID NO: 2, light purple, purple red, purple, blue-violet You can get flowers. If the Eustoma flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene has the 2498 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 3, red-purple, red, purple-red flowers are obtained. be able to.
トルコギキョウ以外の花卉として、例えば、スイートピー(sweet pea、Lathyrus odoratus)花弁の色素遺伝子型について、HTHTPg−CyCyDpDpでPgnCyn型(PgnCyn表現型)を得ることができる。HTHFpgpgCyCyDpDp、HTHDpgpgCyCyDpDpとHO−pgpgCyCyDpDpでCynDpn型(CynDpn表現型)を得ることができる。HTHTpgpgCyCyDpDpでCyn型(Cyn表現型)を得ることができる。HDHF−−CyCyDpDpとHDHD−−CyCyDpDpでDpn型(Dpn表現型)を得ることができる。HFHFpgpgCyCyDpDpで白色の花を得ることができる。色素遺伝子型において、「−」及び「−−」は、上記と同義である。また、Dpn型(Dpn表現型)の色素表現型にはメチル化アントシアニジン(methylated anthocyanidin)であるマルヴィジン(malvidin、Mv)とペチュニジン(petunidin、Pt)を含むが、これらは、いずれもDpn型(Dpn表現型)の色素表現型に包含される。さらに、Cyn型(Cyn表現型)の色素表現型にはメチル化アントシアニジンであるペオニジン(peonidin、Pn)を含むが、これはCyn型(Cyn表現型)の色素表現型に包含される。 As flowers other than lisianthus, for example, it is possible to obtain sweet pea (sweet pea, Lathyrus odoratus) for dye genotypes petals, PgnCyn type in H T H T Pg-CyCyDpDp the (PgnCyn phenotype). H T H F pgpgCyCyDpDp, H T H D pgpgCyCyDpDp and CynDpn type in H O -pgpgCyCyDpDp (CynDpn phenotype) can be obtained. It can be obtained Cyn-type (Cyn phenotype) in H T H T pgpgCyCyDpDp. H D H F --CyCyDpDp and H D H D Dpn types in --CyCyDpDp (Dpn phenotype) can be obtained. White flowers can be obtained with H F H F pgpgCyCyDpDp. In the pigment genotype, “-” and “-” are as defined above. The Dpn type (Dpn phenotype) pigment phenotype includes methylated anthocyanidin, malvidin (Mv) and petunidin (Ptn), both of which are Dpn type (Dpn). Phenotype) of the pigment phenotype. Furthermore, the dye phenotype of Cyn type (Cyn phenotype) includes peonidin (Pn), which is a methylated anthocyanidin, and this is included in the dye phenotype of Cyn type (Cyn phenotype).
さらにまた、例えば、ツツジおよびシャクナゲ花弁の色素遺伝子型について、HTHTpgpgCyCyDpDpでCyn型(Cyn表現型)を得ることができる。HTHFpgpgCyCyDpDp、HTHOpgpgCyCyDpDp、HOHOpgpgCyCyDpDpでCynDpn型(CynDpn表現型)を得ることができる。HFHFpgpgCyCyDpDpで白色の花を得ることができる。なお、PgnDpn型(PgnDpn表現型)は得られない。ツツジ花弁の色素遺伝子型の特徴として、Pgn色素(Pgn表現型)の生合成に関与するジヒドロフラボノールリダクターゼ(DFR)又はアントシアニジンシンターゼ(AS)の発現に関する遺伝子座が劣性のホモ型(recessive homozygote)(pgpg)になっているために、Pgn色素が生成されない。Dpn型(Dpn表現型)の色素表現型にはメチル化アントシアニジンであるマルヴィジン(Mv)とペチュニジン(Pt)を含むが、これらは、いずれもDpn型(Dpn表現型)の色素表現型に包含される。さらに、Cyn型(Cyn表現型)の色素表現型にはメチル化アントシアニジンであるペオニジン(Pn)を含むが、これらはCyn型(Cyn表現型)の色素表現型に包含される。 Furthermore, for example, it can be obtained for dye genotype of azalea and rhododendron petal, Cyn type in H T H T pgpgCyCyDpDp the (Cyn phenotype). H T H F pgpgCyCyDpDp, H T H O pgpgCyCyDpDp, can be obtained CynDpn type (CynDpn phenotype) in H O H O pgpgCyCyDpDp. White flowers can be obtained with H F H F pgpgCyCyDpDp. Note that the PgnDpn type (PgnDpn phenotype) cannot be obtained. As a characteristic of the pigment genotype of azalea petals, a recessive homozygous gene locus related to the expression of dihydroflavonol reductase (DFR) or anthocyanidin synthase (AS) involved in biosynthesis of Pgn pigment (Pgn phenotype) ( pgpg), Pgn dye is not generated. Dpn type (Dpn phenotype) pigment phenotypes include methylated anthocyanidins, malvidin (Mv) and petunidin (Pt), both of which are included in the Dpn type (Dpn phenotype) pigment phenotype. The Further, the dye phenotype of Cyn type (Cyn phenotype) includes peonidin (Pn) which is a methylated anthocyanidin, and these are included in the dye phenotype of Cyn type (Cyn phenotype).
花卉の花色は、花弁又は萼片、花被、苞、果皮などの有色部分から、50%(v/v)酢酸水溶液又は50%(v/v)酢酸メタノール(methanolic−acetic acid)を用いてアントシアニン(anthocyanin)を抽出し[酢酸の濃度は10〜50%でも可能であり、酢酸の代わりに0.5〜2規定塩酸を用いてもよい]、これを塩酸加水分解して、アントシアニジン(anthocyanidin)を含む加水分解物を得て、これを高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などを用いて各種アントシアニジンを分析することによって測定できる(例えばUddinら, Japan Soc. Hort. Sci., 71:40−47, 2002)。 The flower color of the flower buds is anthocyanins using 50% (v / v) aqueous acetic acid solution or 50% (v / v) methanolic-acetic acid from colored parts such as petals or sepals, flower coats, buds, and peels. (The concentration of acetic acid may be 10 to 50%, and 0.5 to 2 N hydrochloric acid may be used in place of acetic acid), and this is hydrolyzed with hydrochloric acid to obtain anthocyanidin. Can be measured by analyzing various anthocyanidins using high performance liquid chromatography (HPLC) or the like (for example, Uddin et al., Japan Soc. Hort. Sci., 71: 40-47, 2002).
さらに、自殖(self−pollination)や交雑を繰り返して得られた後代の遺伝子型について、優性ホモ型(dominant homozygote)、優性ヘテロ型(dominant heterozygote)、劣性ホモ型(recessive homozygote)などを決定し、花色と色素遺伝子型と3種のフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子を同定する。これに基づいて、花粉親配偶子及び種子親配偶子間の複対立遺伝子型の組み合わせと花色との相関を示す早見表を作成することができる(例えば、後述実施例7(6)参照)。早見表の例として、例えばトルコギギョウの花色を予測するための早見表(後述の表6及び表7)が挙げられる。 Further, for progeny genotypes obtained by repeated self-pollination and crossing, dominant homozygote, dominant heterozygote, recessive homozygote, etc. are determined. Identify flower color, pigment genotype and three flavonoid 3 ', 5'-hydroxylase (F3', 5'-H) genes. Based on this, it is possible to create a quick reference table showing a correlation between the color allele type combination between the pollen parent gamete and the seed parent gamete and the flower color (for example, see Example 7 (6) described later). Examples of the quick reference table include a quick reference table (Table 6 and Table 7 described later) for predicting the flower color of eustoma.
花色については、CIELab表色系(CIELab color coordinate system)などを用いて花色を正確に測色・数値化することができる。 As for the flower color, the color of the flower can be accurately measured and converted into a numerical value by using a CIELab color coordinate system.
したがって、花卉の3種のフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子を測定し、上記配偶子間で5つの複対立遺伝子型HT、HF、HZ、HD及びHOの組み合わせを決定することによって、上記のような早見表を用いて、開花前の花卉の花色を予測することができる。
Therefore, three flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) genes of florets are measured, and five biallelic types H T , H F , H Z among the gametes. By determining the combination of H D and
キットとDNA
本発明はさらに、開花前の花卉の花色を予測するためのキットも提供する。
キットには、下記の(1)〜(3)のDNA又はその断片:
(1)複対立遺伝子HT又はHF由来の配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片、
(2)複対立遺伝子HZ又はHD由来の配列番号2の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片、並びに、
(3)複対立遺伝子HO由来の配列番号3の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは該DNAの15塩基以上の断片、
の少なくとも1つをプローブ又はプライマーとして含む。
Kit and DNA
The present invention further provides a kit for predicting the flower color of a flower bud before flowering.
The kit includes the following DNAs (1) to (3) or fragments thereof:
(1) The base sequence of SEQ ID NO: 1, derived from the biallelic H T or H F , its complementary sequence, or a sequence having at least 80% identity or hybridizing under stringent conditions with these sequences DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment of 15 or more bases of the DNA,
(2) multiple alleles H Z or H D nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 from its complementary sequence, or or hybridization with those sequences under stringent conditions with those sequences with 80% or more identity DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment of 15 or more bases of the DNA, and
(3) The base sequence of SEQ ID NO: 3 derived from the
At least one of them as a probe or primer.
プライマーのサイズは、例えば15〜50塩基、好ましくは17〜25塩基である。
プローブのサイズは、15塩基以上であり、例えば20〜200塩基、25〜100塩基、50〜80塩基などである。
The size of the primer is, for example, 15 to 50 bases, preferably 17 to 25 bases.
The size of the probe is 15 bases or more, for example, 20 to 200 bases, 25 to 100 bases, 50 to 80 bases, and the like.
プローブは、好ましくは、例えば蛍光ラベル化剤、放射性同位元素などのラベル化剤によって標識されている。蛍光ラベル化剤には、例えばローダミン、フルオレサミン、ダンシル、それらの誘導体、Cyダイなどが含まれ、一方、放射性同位元素には、例えば32P、35Sなどが含まれる。 The probe is preferably labeled with a labeling agent such as a fluorescent labeling agent or a radioisotope. Fluorescent labeling agents include, for example, rhodamine, fluoresamine, dansyl, derivatives thereof, Cy dyes, and the like, while radioisotopes include, for example, 32 P, 35 S, and the like.
本発明のキットには、上記複対立遺伝子型の組み合わせと花色との相関を示す早見表をさらに含むことができる。また、キットには、PCR用の酵素やバッファー、ハイブリダイゼーション用の試薬やバッファーなどをさらに含むことができる。 The kit of the present invention may further include a quick reference table showing a correlation between the combination of the above-mentioned biallelic types and the flower color. The kit may further contain an enzyme or buffer for PCR, a reagent or buffer for hybridization, and the like.
本発明のキットは、プローブを用いてサザンハイブリダイゼーションを行い、複対立遺伝子型の検定や花色の予測が可能である。
本発明はさらに、以下のDNA又はその断片を提供する。
The kit of the present invention can be subjected to Southern hybridization using a probe, and can be used for biallelic type testing and flower color prediction.
The present invention further provides the following DNA or a fragment thereof.
(4)複対立遺伝子HT又はHF由来の配列番号1の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは15塩基以上のその断片。 (4) The base sequence of SEQ ID NO: 1, derived from the biallelic H T or H F , its complementary sequence, or those sequences having 80% or more identity or hybridizing under stringent conditions with these sequences DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment thereof having 15 bases or more.
このDNAは、複対立遺伝子HZ又はHD由来の配列番号2の塩基配列又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAの第1エクソン配列中に、配列番号4のレトロトランスポゾンの塩基配列又はそれらの配列と60%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列が挿入されたDNAである。 The DNA is multiple alleles H Z or H D SEQ ID NO: 2 nucleotide sequence or hybridize to nucleotide sequences in their sequences or their sequence under stringent conditions with a 80% or more identity from The base sequence of the retrotransposon of SEQ ID NO: 4 or a base sequence that has 60% or more identity with these sequences or hybridizes with these sequences under stringent conditions is inserted into the first exon sequence of the DNA that it contains DNA.
(5)配列番号4の塩基配列又はそれらの配列と60%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むレトロトランスポゾン、或いは15塩基以上のその断片。 (5) The base sequence of SEQ ID NO: 4 or a retrotransposon having a nucleotide sequence having 60% or more identity with those sequences or hybridizing with these sequences under stringent conditions, or a fragment thereof having 15 or more nucleotides .
(6)複対立遺伝子HZ又はHD由来の配列番号2の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは15塩基以上のその断片。 (6) multiple alleles H Z or H D nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 from its complementary sequence, or or hybridization with those sequences under stringent conditions with those sequences with 80% or more identity DNA containing a base sequence for soybean, or a fragment thereof having 15 bases or more.
(7)複対立遺伝子HO由来の配列番号3の塩基配列、その相補的配列、又はそれらの配列と80%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNA、或いは15塩基以上のその断片。
(7) The base sequence of SEQ ID NO: 3 derived from the
本発明の上記(4)〜(7)のDNA又はその断片は、プローブとして用いて蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を行うことにより、トルコギキョウなどの花卉の染色体の検出を行うこともまた可能である。また、プローブ及び/又はプライマーとして用いて、種々の植物種から本発明の配列番号1、2又は3の塩基配列を有するDNAに相当するホモログを得ることが可能であるし、また染色体マッピングなどに応用することも可能である。さらにまた、プライマーとして用いてPCRを行うと、ゲノム中より種々のDNA断片が増幅されるが、このような断片は、染色体と同様に扱うことができるので、DNA多型から染色体マッピングが可能であり、従って、そのようなプライマーを用いることで、新たな染色体マーカーや遺伝子マーカーを開発することも可能となる。さらにまた、上記DNAを遺伝子組換えなどの技術に用いることで、人為的な形質改変も可能となる。 The DNAs of the above (4) to (7) or fragments thereof of the present invention can also be used to detect the chromosomes of florets such as eustoma by performing fluorescence in situ hybridization (FISH) using them as probes. is there. In addition, it can be used as a probe and / or primer to obtain a homolog corresponding to DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, 2 or 3 of the present invention from various plant species, and for chromosome mapping and the like. Application is also possible. Furthermore, when PCR is performed as a primer, various DNA fragments are amplified from the genome. Since such fragments can be handled in the same manner as chromosomes, chromosome mapping from DNA polymorphisms is possible. Therefore, by using such a primer, it becomes possible to develop a new chromosomal marker or genetic marker. Furthermore, artificial trait modification can be achieved by using the above-described DNA for techniques such as gene recombination.
レトロトランスポゾン
本発明者らは、上述したように、配列番号1に示す複対立遺伝子HT又はHFの塩基配列において、その第1エクソン中にレトロトランスポゾン(rTeg1;配列番号4)を含むことを見出した(図2)。また、このレトロトランスポゾン配列が挿入される前の配列は複対立遺伝子HD又はHZであることも判明した。
Retrotransposon present inventors, as described above, in the nucleotide sequence of multiple alleles H T or H F shown in SEQ ID NO: 1, retrotransposon in its first exon; to include (RTeg1 SEQ ID NO: 4) (FIG. 2). It also has been found that the sequence before the retrotransposon sequences are inserted are multiple alleles H D or H Z.
本発明のレトロトランスポゾンは、配列番号4の塩基配列と通常60%以上、好ましくは70%以上、75%以上、より好ましくは80%以上、85%以上、さらに好ましくは90%以上、95%以上又は98%以上の同一性を有する、レトロトランスポゾン活性を有するDNAも包含する。このようなDNAは、トルコギキョウの品種間の突然変異体、リンドウ科の近縁種のホモログなどを包含する。 The retrotransposon of the present invention is usually 60% or more, preferably 70% or more, 75% or more, more preferably 80% or more, 85% or more, more preferably 90% or more, 95% or more with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4. Alternatively, DNA having retrotransposon activity having 98% or more identity is also included. Such DNA includes mutants among Eustoma varieties, homologs of closely related species of Gentianaceae, and the like.
ここで、「レトロトランスポゾン活性」とは、他の遺伝子に挿入されたとき、その遺伝子の機能を改変する或いは不活性化する活性をいう。 Here, “retrotransposon activity” refers to an activity that alters or inactivates the function of a gene when inserted into another gene.
本発明のレトロトランスポゾンを他の遺伝子、特に複対立遺伝子HD又はHZに挿入させることによって、その遺伝子の機能を改変することも可能である。例えばフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’5’H)遺伝子にレトロトランスポゾンを挿入することで、紫の花色を赤に改変させることも可能である。 Other genes retrotransposon of the present invention, by inserting the multiple alleles H D or H Z particular, it is possible to alter the function of that gene. For example, it is possible to change the purple flower color to red by inserting a retrotransposon into the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3′5′H) gene.
すなわち、本発明はさらに、花卉の複対立遺伝子HZ、HD又はその両方のエクソン部分に、配列番号4の塩基配列又はそれらの配列と60%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むレトロトランスポゾンを挿入することを含む、花卉の花色を改変する方法を提供する。
本発明では、上記エクソンは、第1エクソンであることが好ましい。
That is, the present invention further, floriculture multiple alleles H Z, to H D, or exon portions of both the base sequence or having or their sequence those sequences 60% identity or more to SEQ ID NO: 4 strings Provided is a method for modifying flower color of a floret comprising inserting a retrotransposon including a base sequence that hybridizes under a gentle condition.
In the present invention, the exon is preferably a first exon.
花色の改変は、レトロトランスポゾンの挿入のために、複対立遺伝子HD又はHZの機能が失われ、その代わりに新たに複対立遺伝子HT又はHFの機能が獲得されることによって生じる。 Modification of flower color, for insertion retrotransposon, the function of multiple alleles H D or H Z is lost caused by newly the function of multiple alleles H T or H F is obtained instead.
本発明で使用可能な花卉には、上に例示したような双子葉植物及び単子葉植物が含まれる。 The florets that can be used in the present invention include dicotyledonous plants and monocotyledonous plants as exemplified above.
本発明のトランスポゾンによる形質転換は、双子葉植物及び単子葉植物の一般的な形質転換法を用いて行うことができる。ベクターとしては、好ましくは、バイナリーベクター(例えば、pBI101、pBI121など)が使用される。このベクターには、T-DNA領域の左側ボーダー(LB)と右側ボーダー(RB)の間に、上記の配列番号4の塩基配列又はそれらの配列と60%以上の同一性を有する若しくはそれらの配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むレトロトランスポゾン配列が挿入される。ベクターには、さらに細菌での選択用のカナマイシン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子などの選択マーカー、植物での選択用のネオマイシンホスホトランスフェラーゼII(NPTII)、ジヒドロ葉酸レダクターゼなどの選択マーカー、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)プロモーターなどのプロモーターなどを含むことができる。形質転換は、アグロバクテリウム法(アセトシリンゴンの使用を含む)、パーティクルガン法、マイクロインジェクション法、エレクトロポレーション法などによって行うことができる。アグロバクテリウムの例は、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(例えば、EHA105、EHA101など)を含む。これによって、レトロトランスポゾン配列は、相同組換えによって植物ゲノムに組み込まれる。形質転換は、カルスや多芽体などに対して実施され、通常の植物培養法を介して植物体にまで再生される。植物の遺伝子工学に関しては、例えば松橋通生ら監訳、ワトソン・組換えDNAの分子生物学、第2版、丸善、1994年;島本功ら監修、植物細胞工学シリーズ15、モデル植物の実験プロトコール、遺伝学的手法からゲノム解析まで、秀潤社などの記載を利用することができる。 Transformation with the transposon of the present invention can be carried out using a general transformation method for dicotyledonous plants and monocotyledonous plants. As the vector, a binary vector (for example, pBI101, pBI121, etc.) is preferably used. In this vector, the base sequence of SEQ ID NO: 4 or the sequence thereof has 60% or more identity or their sequence between the left border (LB) and the right border (RB) of the T-DNA region And a retrotransposon sequence containing a base sequence that hybridizes under stringent conditions. The vectors further include selection markers such as kanamycin resistance gene for bacterial selection, neomycin resistance gene, selection markers such as neomycin phosphotransferase II (NPTII) and dihydrofolate reductase for selection in plants, cauliflower mosaic virus (CaMV). ) Promoters such as promoters can be included. Transformation can be performed by the Agrobacterium method (including the use of acetosyringone), particle gun method, microinjection method, electroporation method and the like. Examples of Agrobacterium include Agrobacterium tumefaciens (eg, EHA105, EHA101, etc.). Thereby, the retrotransposon sequence is integrated into the plant genome by homologous recombination. Transformation is performed on callus, multi-buds, etc., and is regenerated to plant bodies through a normal plant culture method. Regarding genetic engineering of plants, for example, translation by Matsuhashi Michio et al., Watson Recombinant DNA Molecular Biology, 2nd edition, Maruzen, 1994; supervised by Isao Shimamoto, plant cell engineering series 15, experimental protocol for model plants, From genetic methods to genome analysis, descriptions such as Shujunsha can be used.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されないものとする。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.
[実施例1]トルコギキョウの葉から複対立遺伝子HT、HF、HZ、HD、HOのF3’、5’−H DNAの確認
トルコギキョウの5系統の成葉から、Plant Genomic DNA Miniキット(バイオジーン社)を使用し、DNAを抽出した。レトロトランスポゾン挿入部位を挟み込む形で下記の2種類のプライマー組を設計した。
プライマー組R:
GTACTTAAAGGTAGGCAGCTGTGGATACCTCCCTATAGACGAGAAGCC(配列番号7)
プライマー組L:
GTACTTAAAGGTAGGCAGCTGTGGCCTCTTGCTGCTATGGTCACTC(配列番号8)
PCRはGeneAmp9700システム(ABI社)を使用して行った。反応液20μl中には10ng DNA、0.5units TAKARA EXTaq HS(タカラバイオ社)、0.2mMdNTPs、2μl10×EXTaqバッファー、0.4μMプライマーが含まれる。PCR条件は、95℃で10秒間の変性、62℃で30秒間のアニーリング、72℃で3分の伸長反応を1サイクルとし、45サイクル反応させた。反応後、1%アガロースゲルS(ニッポンジーン社)上の電気泳動によりバンドの確認を行った。その結果を図1に示す。HTとHFは約8kbの同様のバンド、HZとHDは約3kbの同様のバンド、HOは2.5kbのバンドを示すことが分かる(図1)。図1中、プライマー組Rを用いて検出したバンドが右(R)、プライマー組Lを用いて検出したバンドが左のバンド(L)である。
[Example 1] Confirmation of F3 ′ and 5′-H DNA of biallelic genes H T , H F , H Z , H D and
Primer set R:
GTACTTAAAGGTAGGCAGCTGTGGATACCTCCCTATAGACGAGAAGCC (SEQ ID NO: 7)
Primer set L:
GTACTTAAAGGTAGGCAGCTGTGGCCCTCTTGCTGCTATGGTCACTC (SEQ ID NO: 8)
PCR was performed using the GeneAmp9700 system (ABI). In 20 μl of the reaction solution, 10 ng DNA, 0.5 units TAKARA EXTaq HS (Takara Bio Inc.), 0.2 mM dNTPs, 2 μl 10 × EXTaq buffer, 0.4 μM primer are contained. PCR conditions were denaturation at 95 ° C. for 10 seconds, annealing at 62 ° C. for 30 seconds, and extension reaction at 72 ° C. for 3 minutes as one cycle for 45 cycles. After the reaction, the band was confirmed by electrophoresis on 1% agarose gel S (Nippon Gene). The result is shown in FIG. H T and H F are similar band of about 8 kb, H Z and H D are similar band of about 3 kb, H O It can be seen that the band for the 2.5 kb (Fig. 1). In FIG. 1, the band detected using the primer set R is the right (R), and the band detected using the primer set L is the left band (L).
[実施例2]トルコギキョウの葉から複対立遺伝子HT及びHFに関わるF3’、5’−H DNAの構造の確認
実施例1の結果、花弁にデルフィニジンが存在しない系統では、全ての系統で、レトロトランスポゾンの挿入を示す約8kbのバンドが観察された。これに対して、デルフィニジンが存在する系統では、2〜2.5kbのバンドのみが存在する場合と、2〜2.5kbのバンドと8kbのバンドの両方が存在する場合があった。これらのバンドの配列はダイレクトシークエンス法によって決定した。具体的には、得られたバンドからQIAEXIIgel−purification kits(Qiagen)を使用してDNAを抽出した。抽出された断片DNAはプライマーウォーキング法による塩基配列の決定に供された。シークエンス反応はBig Dye Terminator Ver.3によるサイクルシークエンスを採用した。反応液20μl中には10−100ng DNA、2μlBig Dye Terminator Ver.3プレミックス、1.5μl 10×Taqバッファー(ニッポンジーン社)、100ngDNA、3.2pmプライマーが含まれる。サイクルシークエンス反応の条件は、96℃で10秒間の変性、50℃で5秒間のアニーリング、60℃で4分間の伸長反応を1サイクルとし、25サイクル反応させた。反応後、反応産物をエタノール/酢酸ナトリウム沈殿により精製し、鹿児島大学フロンティアサイエンス研究推進センター(鹿児島)のDNAシークエンス解析サービスに依頼し、末端から約500bp程度の配列を決定した。決定された配列をもとにプライマーを設計し、再び、サイクルシークエンシングによる配列決定を進め、最終的に全長の配列を決定した。
EXAMPLE 2] F3 involved from the leaves of Eustoma in multiple alleles H T and H F ', 5'-H DNA structure confirmed Example 1 results in, the lines delphinidin in the petals does not exist in all strains A band of about 8 kb indicating retrotransposon insertion was observed. On the other hand, in the strain in which delphinidin is present, there are cases where only a 2 to 2.5 kb band is present, and both a 2 to 2.5 kb band and an 8 kb band are present. The sequence of these bands was determined by the direct sequence method. Specifically, DNA was extracted from the obtained band using QIAEXII gel-purification kits (Qiagen). The extracted fragment DNA was subjected to determination of the base sequence by the primer walking method. The sequence reaction was performed using Big Dye Terminator Ver. The cycle sequence according to 3 was adopted. In 20 μl of the reaction solution, 10-100 ng DNA, 2 μl Big Dye Terminator Ver. 3 premixes, 1.5 μl 10 × Taq buffer (Nippon Gene), 100 ng DNA, 3.2 pm primer. The conditions of the cycle sequence reaction were 25 cycles, with one cycle consisting of denaturation at 96 ° C. for 10 seconds, annealing at 50 ° C. for 5 seconds, and extension reaction at 60 ° C. for 4 minutes. After the reaction, the reaction product was purified by ethanol / sodium acetate precipitation, and requested to the DNA sequence analysis service of Kagoshima University Frontier Science Research Promotion Center (Kagoshima) to determine a sequence of about 500 bp from the end. Primers were designed based on the determined sequence, and sequencing by cycle sequencing was performed again. Finally, the full-length sequence was determined.
この結果を図2に示す。複対立遺伝子HT及びHFに関わるF3’、5’−H DNAの構造は配列番号1に示す8525bpの塩基配列の遺伝子であることが分かる。また、レトロトランスポゾンの構造は、配列番号4に示す5405bpの塩基配列の遺伝子であることが分かる(図2)。 The result is shown in FIG. Involving multiple alleles H T and H F F3 ', the structure of the 5'-H DNA, it is understood that the gene of the nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1. Further, it can be seen that the retrotransposon has a 5405 bp nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4 (FIG. 2).
[実施例3]トルコギキョウの葉から複対立遺伝子HZ及びHDに関わるF3’、5’−H DNAの構造の確認
実施例1と同じ方法で、HDをホモで持つ系統からDNAを抽出し、トルコギキョウのフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子の翻訳領域全てを挟み込む形でプライマー(5’−GGCCGCATTCTTACCAAGAT−3’(配列番号9)及び5’−TAGAAACATGGACGAACTCC−3’(配列番号10)のDNA配列を有するオリゴヌクレオチド)を設計した。実施例1及び2と同じ方法でPCRを行い、電気泳動のバンドからDNAを抽出し、塩基配列を決定した。
[Example 3] from the leaves of Eustoma involving multiple alleles H Z and H D F3 ', in the same manner as confirmed in Example 1 of the structure of 5'-H DNA, DNA is extracted from the system with a H D homo In addition, primers (5′-GGCCGCATTCTTACCAAGAT-3 ′ (SEQ ID NO: 9) and 5′-) sandwiching the entire translation region of the Eustoma flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene. An oligonucleotide having the DNA sequence of TAGAAACATGGACGAACTCC-3 ′ (SEQ ID NO: 10) was designed. PCR was performed in the same manner as in Examples 1 and 2, DNA was extracted from the electrophoresis band, and the base sequence was determined.
この結果を図2に示す。複対立遺伝子HZ及びHDに関わるF3’、5’−H DNAの構造は、配列番号2に示す3115bpの塩基配列の遺伝子であることが分かる(図2)。 The result is shown in FIG. Involving multiple alleles H Z and H D F3 ', the structure of the 5'-H DNA, it is understood that the gene of the nucleotide sequence of 3115bp of SEQ ID NO: 2 (Figure 2).
[実施例4]トルコギキョウの葉から複対立遺伝子HOに関わるF3’、5’−H DNAの構造の確認
実施例3と同じ方法で、HO約をホモで持つ系統からDNAを抽出しPCRを行い、電気泳動のバンドからDNAを抽出し、塩基配列を決定した。この結果を図2に示す。複対立遺伝子HOに関わるF3’、5’−H DNAの構造は、配列番号3に示す2498bpの塩基配列の遺伝子であることが分かる(図2)。
[Example 4] Confirmation of structure of F3 ′, 5′-H DNA related to
[実施例5]複対立遺伝子HT、HF、HZ、HD、HOのF3’、5’−H DNAが翻訳する蛋白質の構造
(1)複対立遺伝子HT、HFに関わる、配列番号1に示す8525bpの塩基配列のF3’、5’−H DNAが翻訳する蛋白質の構造
複対立遺伝子HT、HFに関わる、配列番号1に示す8525bpの塩基配列から予測されるアミノ酸配列の検討を行った結果、下記の2つの蛋白質、一つは136個のアミノ酸配列を有する蛋白質と、もう一つは386個のアミノ酸配列を有する蛋白質の、2種類を翻訳することが分かった。
MAVGNGVLLHIAASLMLFFHVQKLVQYLWMNSRRHRLPPGPIGWPVLGALRLLGTMPHVALANMAKKYGPVMYLKVGSCGLAVASTPEAAKAFLKTLDMNFSNRPPNAGATHLAYNAQDMVFADYGPRWKLLRKLC(配列番号11);
MKNVMFPSNKLSNIHILGGKALQGWEEVRKKELGYMLYAMAESGRHGQPVVVSEMLTYAMANMLGQVMLSKRVFGSQGSESNEFKDMVVELMTVAGYFNIGDFIPSIAWMDLQGIQGGMKRLHKKFDALLTRLLEEHTASAHERKGSPDFLDFVVANGDNSEGERLQTVNIKALLLNMFTAGTDTSSSVIEWALAELLKNPIILRRAQEEMDGVIGRDRRFLEADISKLPYLQAICKEAFRKHPSTPLNLPRIASQACEVNGHYIPKGTRLSVNIWAIGRDPSVWENPNEFNPDRFLERKNAKIDPRGNDFELIPFGAGRRICAGTRLGILLVEYILGTLVHSFVWELPSSVIELNMDESFGLALQKAVPLAAMVTPRLPLHIYSP(配列番号12)
[Example 5] Structure of protein translated by F3 ′, 5′-H DNA of biallelic genes H T , H F , H Z , H D , H 2 O (1) Involved in multi-allelic genes H T , H F , F3 'of the nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1, 5'-H DNA are protein structure multiple alleles H T to translate, related to H F, amino acids predicted from the nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1 As a result of examination of the sequence, it was found that the following two proteins were translated, one of which has 136 amino acid sequences and the other of which has 386 amino acid sequences. .
MAVGNGVLLLHIAASMLFFHVQKLVQYLWMNSNRHRLPPGPIGWPVLGALRLLGTMPHVALANMAKYKYPVMVMYLKVGSCGLAVASTPEAAKAFLKTLDMNFSSNRPPNGATHLAYNALCDMVFFADYGPLC array
MKNVMFPSNKLSNIHILGGKALQGWEEVRKKELGYMLYAMAESGRHGQPVVVSEMLTYAMANMLGQVMLSKRVFGSQGSESNEFKDMVVELMTVAGYFNIGDFIPSIAWMDLQGIQGGMKRLHKKFDALLTRLLEEHTASAHERKGSPDFLDFVVANGDNSEGERLQTVNIKALLLNMFTAGTDTSSSVIEWALAELLKNPIILRRAQEEMDGVIGRDRRFLEADISKLPYLQAICKEAFRKHPSTPLNLPRIASQACEVNGHYIPKGTRLSVNIWAIGRDPSVWENPNEFNPDRFLERKNAKIDPRGNDFELIPFGAGRRICAGTRLGILLV YILGTLVHSFVWELPSSVIELNMDESFGLALQKAVPLAAMVTPRLPLHIYSP (SEQ ID NO: 12)
(2)複対立遺伝子HZ、HDに関わる、配列番号2に示す3115bpの塩基配列のF3’、5’−H DNAが翻訳する蛋白質の構造
複対立遺伝子HZ、HDに関わる、配列番号2に示す3115bpの塩基配列から予測されるアミノ酸配列の検討を行った結果、下記の510個のアミノ酸配列を有する蛋白質を翻訳することが分かった。この蛋白質のアミノ酸配列構造は、非特許文献7のそれと一致した。
MAVGNGVLLHIAASLMLFFHVQKLVQYLWMNSRRHRLPPGPIGWPVLGALRLLGTMPHVALANMAKKYGPVMYLKVGSCGLAVASTPEAAKAFLKTLDMNFSNRPPNAGATHLAYNAQDMVFADYGPRWKLLRKLSNIHILGGKALQGWEEVRKKELGYMLYAMAESGRHGQPVVVSEMLTYAMANMLGQVMLSKRVFGSQGSESNEFKDMVVELMTVAGYFNIGDFIPSIAWMDLQGIQGGMKRLHKKFDALLTRLLEEHTASAHERKGSPDFLDFVVANGDNSEGERLQTVNIKALLLNMFTAGTDTSSSVIEWALAELLKNPIILRRAQEEMDGVIGRDRRFLEADISKLPYLQAICKEAFRKHPSTPLNLPRIASQACEVNGHYIPKGTRLSVNIWAIGRDPSVWENPNEFNPDRFLERKNAKIDPRGNDFELIPFGAGRRICAGTRLGILLVEYILGTLVHSFVWELPSSVIELNMDESFGLALQKAVPLAAMVTPRLPLHIYSP(配列番号13)
(2) multiple alleles H Z, related to H D, the nucleotide sequence of 3115bp of SEQ ID NO: 2 F3 ', 5'-H structural multiple alleles of protein DNA translates H Z, related to H D, sequence As a result of examining the amino acid sequence predicted from the base sequence of 3115 bp shown in No. 2, it was found that a protein having the following 510 amino acid sequences was translated. The amino acid sequence structure of this protein matched that of Non-Patent Document 7.
MAVGNGVLLHIAASLMLFFHVQKLVQYLWMNSRRHRLPPGPIGWPVLGALRLLGTMPHVALANMAKKYGPVMYLKVGSCGLAVASTPEAAKAFLKTLDMNFSNRPPNAGATHLAYNAQDMVFADYGPRWKLLRKLSNIHILGGKALQGWEEVRKKELGYMLYAMAESGRHGQPVVVSEMLTYAMANMLGQVMLSKRVFGSQGSESNEFKDMVVELMTVAGYFNIGDFIPSIAWMDLQGIQGGMKRLHKKFDALLTRLLEEHTASAHERKGSPDFLDFVVANGDNSEGERLQTVNIKALLLNMFTAGTDTSSSVIEWALAELLKNPIILRRAQE MDGVIGRDRRFLEADISKLPYLQAICKEAFRKHPSTPLNLPRIASQACEVNGHYIPKGTRLSVNIWAIGRDPSVWENPNEFNPDRFLERKNAKIDPRGNDFELIPFGAGRRICAGTRLGILLVEYILGTLVHSFVWELPSSVIELNMDESFGLALQKAVPLAAMVTPRLPLHIYSP (SEQ ID NO: 13)
(3)複対立遺伝子HOに関わる、配列番号3に示す2498bpの塩基配列のF3’、5’−H DNAが翻訳する蛋白質の構造
複対立遺伝子HOに関わる、配列番号3に示す2498bpの塩基配列から予測されるアミノ酸配列の検討を行った結果、下記の510個のアミノ酸配列を有する蛋白質を翻訳することが分かった。
MAVGNGVLLHIAASLMLFFHVQKLVQYLWMNSRRHRLPPGPIGWPVLGALPLLGTMPHVALANMAKKYGPVMYLKVGSCGLAVASTPEAAKAFLKTLDMNFSNRPPNAGATHLAYNAQDMVFADYGPRWKLLRKLSNIHILGGKALQGWEEVRKKELGYMLYAMAESGRHGQPVVVSEMLTYAMANMLGQVMLSKRVFGSQGSESNEFKDMVVELMTVAGYFNIGDFIPSIAWMDLQGIQGGMKRLHKKFDALLTRLLEEHTASAHERKGSPDFLDFVVANRDNSEGERLHTVNIKALLLNMFTAGTDTSSSVIEWALAELLKNPIILKRAQEEMDGVIGRDRRFLEADISKLPYLQAICKEAFRKHPSTPLNLPRIASQACEVNGHYIPKGTRLSVNIWAIGRDPSLWENPNEFNPDRFLERKNAKIDPRGNDFELIPFGAGRRICAGTRLGILLVEYILGTLVHSFDWELPSSVIELNMDEPFGLALQKAVPLAAMVTPRLPLHIYCP(配列番号14)
(3) Structure of the protein translated by F3 ′, 5′-H DNA of the 2498 bp nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 related to the
MAVGNGVLLHIAASLMLFFHVQKLVQYLWMNSRRHRLPPGPIGWPVLGALPLLGTMPHVALANMAKKYGPVMYLKVGSCGLAVASTPEAAKAFLKTLDMNFSNRPPNAGATHLAYNAQDMVFADYGPRWKLLRKLSNIHILGGKALQGWEEVRKKELGYMLYAMAESGRHGQPVVVSEMLTYAMANMLGQVMLSKRVFGSQGSESNEFKDMVVELMTVAGYFNIGDFIPSIAWMDLQGIQGGMKRLHKKFDALLTRLLEEHTASAHERKGSPDFLDFVVANRDNSEGERLHTVNIKALLLNMFTAGTDTSSSVIEWALAELLKNPIILKRAQE MDGVIGRDRRFLEADISKLPYLQAICKEAFRKHPSTPLNLPRIASQACEVNGHYIPKGTRLSVNIWAIGRDPSLWENPNEFNPDRFLERKNAKIDPRGNDFELIPFGAGRRICAGTRLGILLVEYILGTLVHSFDWELPSSVIELNMDEPFGLALQKAVPLAAMVTPRLPLHIYCP (SEQ ID NO: 14)
(4)配列番号4に示す5405bpの塩基配列のレトロトランスポゾンDNA(rTeg1)が翻訳する蛋白質の構造
配列番号4に示す5405bpの塩基配列から予測されるアミノ酸配列の検討を行った結果、下記の1591個のアミノ酸配列を有する蛋白質を翻訳することが分かった。
MSETSPNPQEPKTESSVHTTPGDLALQVAQILKDSLGSTPSQSITLPENLNVAVKLTGNNYSLWSRIIYRAILGRGRQYHLTGTPPPPLPTDPRFSRWEQDDNSVFTWILQNVDASMINNVSRYPTAKALWDGLALTYGSRGDSLQVFDLHRKANNIRQGDDTLEACWNNLQDIWVSIDTLDTNPMKCPEDISLYNQKMQEFRLYQFLTAVSDRFETEKKELLKRTPLPNVEAAFFEFKRAESQAGLIKHGPSEQISSLGIGQGLTVKPATGKGRGKGTDRSMNTIRSNNASSRMDKSNLLCEHCGKKGHSREKCFQIHGYPEWWEGKRITTGQGKTAAARTPGEGVSSNEAQMTGESREEEEQNRENPRAQGNSAAAGMGLGENPSPNPPFKSIFTPHAPHFSVLSPDPLSSSDIIFPSPSSLNFSPPSPQSSHRANMVQHTSEFTDQPHTFPISRLDTHTSPKYPFSPQPPPGLSHHIRVTPSQWIFDCGATDTMTFDPTDLLTQSPPLKSHVETASGDTIPVQASGPITITPDITLQNCLLVPSLSTKLLSISQLTKALDCVVLMYPSFCLLQDIRTQAIIGRGTENGGLYYVDAVVQHGSSNLATGTVTRQIWLWHRRLGHPSFSYLQKLFPTLFSRTLPPLTCDTCLRAKQPRATYRSNNTRVNKVFSLIHSDVWGPSPHSTPCGFKYFVIFVDDCSRMTWLYILRHKSEVATKFVEFYHMIHTQYSSTIQILRTDNGGEYFAGALQQFFRDNGIIHQTTCPDTPEQNGVAERKNRTLLEMTRALMLESSVPRFLWPEAVSTATYLSNRLPTVTLNHQTPLDVLASQTLIPSLLTLPPKVFGCTVFIHISKTHRDKLDPCAEKCVFVGYASTQKGYRCYNPRTRQIHVTLNCVFLETEFFFGTHPRSQGEIATDGYLDWLPNLSWSVADPTRQVVEPACTIAPSDNMDSIPVPTNDIPRENVLQQVNESIHDDTGSPVPFSSPPFVPNTTLDDSLTTSIAIPDPSSELDHTNPCVKEQGRTLPPRKTRGVPPDRYSPTKIARATLYPVSTSRKNLGHAAKAFFTQICSEKIPRTVDEACSQSNWRDAMIMEMDALNKNNTWERCQLPPGKRTVGCRWVFTVKYKADGTIERHKARLVAKGYTQTYGVDYSETFSPVARIDTIRVLFAIAATENWPLHQFDVKNAFLHGTLKEEVFMDPPPGFSKEFLPGQVCKLNRALYGLKQSPRAWFGRFTQAMKKDGYRQSNADHTLFIKRQGSLVTCLIIYVDDMIITGNDANEISRLRDYLFTQFEMKDLGGLKYFLGIEVLRSAEGIYISQRKYILDLLTEVGLLDAKPADTPMVQNHKLDIVQGAASADREQYQRLVGKLIYLSHTRPDIAYAVGVVSQFMHSPQKHHLEAVFRIMRYLKGTPGRGLLFKNNGHLNIEAYTDADWAGSQIDRRSTSGYFTLVGGNVVTWRSKKQKVVALSSAEAEYRGIVKGVSEVLWIRKLLQELGFPVTDPTCLMCDNKASISISENPVQHDRTKHVEIDRHFVKEKIEDGIIALPHVRSEDQLADILTKAVNGRIFEFILRKLNIVDPTIQLEGEC(配列番号15)
(4) Structure of the protein translated by the retrotransposon DNA (rTeg1) having the base sequence of 5405 bp shown in SEQ ID NO: 4 As a result of examination of the amino acid sequence predicted from the base sequence of 5405 bp shown in SEQ ID NO: 4, the following 1591 It was found to translate a protein having a single amino acid sequence.
MSETSPNPQEPKTESSVHTTPGDLALQVAQILKDSLGSTPSQSITLPENLNVAVKLTGNNYSLWSRIIYRAILGRGRQYHLTGTPPPPLPTDPRFSRWEQDDNSVFTWILQNVDASMINNVSRYPTAKALWDGLALTYGSRGDSLQVFDLHRKANNIRQGDDTLEACWNNLQDIWVSIDTLDTNPMKCPEDISLYNQKMQEFRLYQFLTAVSDRFETEKKELLKRTPLPNVEAAFFEFKRAESQAGLIKHGPSEQISSLGIGQGLTVKPATGKGRGKGTDRSMNTIRSNNASSRMDKSNLLCEHCGKKGHSREKCFQIHGYPEWWEGKRITTG GKTAAARTPGEGVSSNEAQMTGESREEEEQNRENPRAQGNSAAAGMGLGENPSPNPPFKSIFTPHAPHFSVLSPDPLSSSDIIFPSPSSLNFSPPSPQSSHRANMVQHTSEFTDQPHTFPISRLDTHTSPKYPFSPQPPPGLSHHIRVTPSQWIFDCGATDTMTFDPTDLLTQSPPLKSHVETASGDTIPVQASGPITITPDITLQNCLLVPSLSTKLLSISQLTKALDCVVLMYPSFCLLQDIRTQAIIGRGTENGGLYYVDAVVQHGSSNLATGTVTRQIWLWHRRLGHPSFSYLQKLFPTLFSRTLPPLTCDTCLRAKQPRATYRSNNT VNKVFSLIHSDVWGPSPHSTPCGFKYFVIFVDDCSRMTWLYILRHKSEVATKFVEFYHMIHTQYSSTIQILRTDNGGEYFAGALQQFFRDNGIIHQTTCPDTPEQNGVAERKNRTLLEMTRALMLESSVPRFLWPEAVSTATYLSNRLPTVTLNHQTPLDVLASQTLIPSLLTLPPKVFGCTVFIHISKTHRDKLDPCAEKCVFVGYASTQKGYRCYNPRTRQIHVTLNCVFLETEFFFGTHPRSQGEIATDGYLDWLPNLSWSVADPTRQVVEPACTIAPSDNMDSIPVPTNDIPRENVLQQVNESIHDDTGSPVPFSSPPFVPNTTLDDSL TTSIAIPDPSSELDHTNPCVKEQGRTLPPRKTRGVPPDRYSPTKIARATLYPVSTSRKNLGHAAKAFFTQICSEKIPRTVDEACSQSNWRDAMIMEMDALNKNNTWERCQLPPGKRTVGCRWVFTVKYKADGTIERHKARLVAKGYTQTYGVDYSETFSPVARIDTIRVLFAIAATENWPLHQFDVKNAFLHGTLKEEVFMDPPPGFSKEFLPGQVCKLNRALYGLKQSPRAWFGRFTQAMKKDGYRQSNADHTLFIKRQGSLVTCLIIYVDDMIITGNDANEISRLRDYLFTQFEMKDLGGLKYFLGIEVLRSAEGIYISQRKYILDLLTEV LLDAKPADTPMVQNHKLDIVQGAASADREQYQRLVGKLIYLSHTRPDIAYAVGVVSQFMHSPQKHHLEAVFRIMRYLKGTPGRGLLFKNNGHLNIEAYTDADWAGSQIDRRSTSGYFTLVGGNVVTWRSKKQKVVALSSAEAEYRGIVKGVSEVLWIRKLLQELGFPVTDPTCLMCDNKASISISENPVQHDRTKHVEIDRHFVKEKIEDGIIALPHVRSEDQLADILTKAVNGRIFEFILRKLNIVDPTIQLEGEC (SEQ ID NO: 15)
[実施例6]トルコギキョウの葉からヘテロ型複対立遺伝子のF3’、5’−H DNAの確認
紫とピンク色の花色を有する4系統のトルコギキョウの葉からF3’、5’−H DNAの遺伝子を抽出した。DNAの抽出、PCR、電気泳動は実施例1の方法に従った。PCRのプライマーは実施例1の図1の(R)のプライマーを用いた。
[Example 6] Confirmation of F3 ', 5'-H DNA of heterozygous biallelic genes from Eustoma leaves F3', 5'-H DNA genes from four Eustoma leaves with purple and pink flower colors Extracted. DNA extraction, PCR, and electrophoresis followed the method of Example 1. The primer of FIG. 1 (R) in Example 1 was used as a PCR primer.
その結果を図3に示す。HT、HD、HOをホモで有する個体ではそれぞれ、HTホモでは配列番号1に示す8525bpの塩基配列、HDホモでは配列番号2に示す3115bpの塩基配列、HOホモでは配列番号3に示す2498bpの塩基配列に対応するそれぞれのバンドEf3、Ef2、Ef1が現れた。HTとHDの複対立遺伝子をヘテロ型で有する系統の電気泳動のバンドは、配列番号1に示す8525bpの塩基配列と、配列番号2に示す3115bpの塩基配列に対応する各バンドEf3とEf2を示し、一方、HTとHOの複対立遺伝子をヘテロ型で有する系統の電気泳動のバンドは、配列番号1に示す8525bpの塩基配列と、配列番号3に示す2498bpの塩基配列に対応する各バンドEf3とEf1を示すことが分かる(図3)。Mと1Kはマーカーを示す。 The result is shown in FIG. H T, H D, respectively a H O in individuals with homo, nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1 is H T homo, nucleotide sequence of 3115bp of SEQ ID NO: 2 is H D homo, SEQ ID NO: in H O homo Bands Ef3, Ef2, and Ef1 corresponding to the 2498 bp base sequence shown in FIG. The band electrophoresis system having a hetero-type multiple alleles of H T and H D, and the nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1, each band Ef3 corresponding to the nucleotide sequence of 3115bp of SEQ ID NO: 2 and Ef2 are shown, whereas, electrophoretic bands of lines with multiple alleles of H T and H O in heterozygous includes a nucleotide sequence of 8525bp of SEQ ID NO: 1 corresponds to the nucleotide sequence of 2498bp of SEQ ID NO: 3 It can be seen that each band Ef3 and Ef1 is shown (FIG. 3). M and 1K indicate markers.
[実施例7]トルコギキョウの色素表現型、色素遺伝子型の帰属、花色測色とF3’、5’−H DNAバンドの検出
(1)トルコギキョウ市販品種の調査
園芸品種‘あすかの舞姫’、‘あずまの粧’、‘キングオブスノー’の品種について、特許文献8に記載の花色遺伝型交配法を用いて、CIELab表色系を用いて花色を測定し、高速液体クロマトグラフィーを用いてアントシアニジンの色素表現型を分析した。また、前記した実施例と同様にフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H) DNAバンドを測定した。その結果を表1に示す。
[Example 7] Pigmentary phenotype, pigment genotype assignment, flower colorimetry and detection of F3 ', 5'-H DNA band of Eustoma grandiflorum (1) Investigation of commercial varieties of Eustoma cultivar' Asuka Maihime ',' Azuma The flower color of the cultivar 'King of Snow' is measured using the CIELab color system using the flower color genotype mating method described in Patent Document 8, and the pigment of anthocyanidin using high performance liquid chromatography The phenotype was analyzed. Further, the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) DNA band was measured in the same manner as in the above Examples. The results are shown in Table 1.
覆輪系の‘あすかの舞姫’と‘あずまの粧’は、共に色素表現型がPgnCyn型であったこと、及び、共に配列番号1に示す8525bpの塩基配列に対応するバンドEf3を検出したことから、色素遺伝子型がddEeHTHTPg−CyCyDpDpであることが分かる。‘あすかの舞姫’と‘あずまの粧’は、共に赤色の花色を示した。 Both the 'Asuka no Maihime' and 'Azuma's makeup' in the ring systems were both of which the pigment phenotype was PgnCyn type and both detected the band Ef3 corresponding to the 8525 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 1. it is understood pigment genotype is ddEeH T H T Pg-CyCyDpDp. 'Asuka Maihime' and 'Azuma's makeup' both showed red flower color.
また、覆輪系の‘あすかの舞姫'は、明度が35.1と比較的暗く、彩度は63.1と大変鮮やかな花色を有する。また、色素角は1.5度と赤色方向の色であった。‘あずまの粧'は、明度が65.3と明るく、彩度は35.3と鮮やかな花色である。また、色素角は−1.0度と赤色方向の色であった。 Moreover, the cover ring 'Asuka Maihime' has a relatively bright flower color with a lightness of 35.1 and a relatively dark color with a saturation of 63.1. The pigment angle was 1.5 degrees and the color was in the red direction. 'Azuma's makeup' is a bright flower color with a lightness of 65.3 and a saturation of 35.3. The pigment angle was -1.0 degrees and the color was in the red direction.
八重系の‘キングオブスノー’の品種2について、色素表現型がPgn型であったこと、及び、配列番号1に示す8525bpの塩基配列に対応するバンドEf3を検出したことから、色素遺伝子型がDdeeHFHFPg−CyCyDpDpであることが分かる。
For the
一方、八重系の‘キングオブスノー’の品種9及び11については、色素表現型がDpn型であったこと、及び、配列番号2に示す3115bpの塩基配列に対応するバンドEf2を検出したことから、色素遺伝子型がDdeeHDHDPg−CyCyDpDpであることが分かる。 On the other hand, for the cultivar 9 and 11 of the eight-fold 'King of Snow', the pigment phenotype was the Dpn type and the band Ef2 corresponding to the 3115 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 2 was detected. , It can be seen that the pigment genotype is DdeeH D H D Pg-CyCyDpDp.
また、八重系の‘キングオブスノー’の品種10については、色素表現型がDpn型であったこと、及び、配列番号2に示す3115bpの塩基配列と配列番号1に示す8525bpの塩基配列に対応するバンドEf2とEf3を同時に検出したことから、色素遺伝子型がDdeeHDHFPg−CyCyDpDpであることが分かる。 In addition, for the cultivar 10 of the eight-fold 'King of Snow', the pigment phenotype was Dpn type, and corresponds to the base sequence of 3115 bp shown in SEQ ID NO: 2 and the base sequence of 8525 bp shown in SEQ ID NO: 1. since the detection of the band Ef2 and Ef3 simultaneously to, it is understood pigment genotype is DdeeH D H F Pg-CyCyDpDp.
‘キングオブスノー'は、明度が88〜92の範囲であって大変明るく、彩度は4〜10の範囲でありほぼ白色の花色を有する。また、色素角は93〜106度の範囲であって、黄色方向の色であった、肉眼では大変薄いクリーム色の花色であった。 'King of Snow' has a lightness in the range of 88 to 92 and is very bright, and the saturation is in the range of 4 to 10 and has an almost white flower color. Further, the pigment angle was in the range of 93 to 106 degrees, and the color was in the yellow direction.
このように、従来では、八重系の‘キングオブスノー’の品種9〜11の品種群で、花色遺伝型交配法により、ヘテロ型かホモ型か見分けることができなかったが、DNAバンドを検出することによって、複対立遺伝子型について、品種9及び11はHDHDのホモ型、品種10はHDHFのヘテロ型であることを見分けることが可能である。これら4種の‘キングオブスノー’の品種は、色素の蓄積が少なかったことからほとんどの品種がクリーム色の「白色」を示した。 Thus, in the past, it was not possible to discriminate between heterozygous and homozygous by the flower color genotype mating method in the cultivar group 9 to 11 of the eight-fold 'King of Snow', but the DNA band was detected. By doing so, it is possible to discriminate that the varieties 9 and 11 are H D H D homotypes and the Cultivar 10 is H D H F heterotypes. These four 'King of Snow' varieties showed a creamy "white" color due to the low pigment accumulation.
(2)トルコギキョウ市販品種の自殖後代S1の調査
園芸品種‘あすかのそよ風(ASY17系統)’、‘アクロポリスホワイト(AW3系統)’、‘キャンディーオーキッド(CAO24系統)’、‘パピオンローズピンク(PRP5系統)’の品種を自殖し、後代S1について、特許文献8に記載の花色遺伝型交配法を用いて、CIELab表色系を用いて花色を測定し、高速液体クロマトグラフィーを用いてアントシアニジンの色素表現型を分析した。また、前記の実施例と同様にフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H) DNAバンドを測定した。その結果を表2に示す。
(2) Investigation of S1 progeny progeny S 1 of Eustoma grandiflorum: Horticultural varieties' Asuka Soft Breeze (ASY17 strain) ',' Acropolis White (AW3 strain) ',' Candy Orchid (CAO24 strain) ',' Papion Rose Pink ( selfed varieties PRP5 strains) ', the progeny S 1, using a flower genotype breeding method described in Patent Document 8, to measure the flower color using the CIELab color coordinate system, using high performance liquid chromatography The pigment phenotype of anthocyanidins was analyzed. Further, the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) DNA band was measured in the same manner as in the above Example. The results are shown in Table 2.
‘あすかのそよ風’の自殖後代S1のASY17−13系統はEf2とEf3の二つのバンドを検出し(赤紫色を示し)、ASY17−22系統はEf3のバンド(赤色)を検出した。この結果、‘あすかのそよ風’の色素遺伝子型はddeeHTHDPg−CyCyDpDpであることが分かる。‘あすかのそよ風’の自殖後代S1のASY17−13系統は、大変鮮やかで(85.2)、赤紫色の花色(−21.7)であった。一方、ASY17−22系統は、やや鮮やかで(40.3)、赤色の花色(−1.3)であった。 Inbred posterity ASY17-13 system of S 1 'of ASCA breeze' detects two bands of Ef2 and Ef3 (indicates magenta), ASY17-22 lines and bands were detected (red) of Ef3. As a result, the dye genotype 'breeze Asuka' is found to be ddeeH T H D Pg-CyCyDpDp. The ASY17-13 line of the self-breeding progeny S1 of “Asuka Soft Breeze” was very vivid (85.2) and had a red-purple flower color (-21.7). On the other hand, the ASY17-22 line was slightly bright (40.3) and a red flower color (-1.3).
‘アクロポリスホワイト’の自殖後代S1は、花色の分離がAW3−8系統と同様であり、Ef2のバンドを検出したことから、‘アクロポリスホワイト’の色素遺伝子型はddE−HDHD−−CyCyDpDpであることが分かる。‘アクロポリスホワイト’の品種は色素蓄積が少ないことから、クリーム色の「白色」を示した。‘アクロポリスホワイト’の自殖後代S1のAW3−8系統は、CIELab測定の結果、大変明るく(92.5)、黄色方向の花色(107.0)を示した。 Inbred posterity S 1 'of Acropolis White' is similar to the separation of the flower color AW3-8 system, dye genotype from the detection of the bands Ef2, 'Acropolis White' is DDE-H D H It can be seen that D-- CyCyDpDp. 'Acropolis White' varieties showed a creamy “white” color due to low pigment accumulation. As a result of CIELab measurement, the AW3-8 line of S1 progeny S1 of “Acropolis White” showed very bright (92.5) and flower color (107.0) in the yellow direction.
‘キャンディーオーキッド’の自殖後代S1は花色が分離したことから、その3種のCAO24系統を分析した。その結果、CAO24−5(クリーム色の「白色」を示した)とCAO24−6(赤色花)はEf3のバンドを検出し、一方CAO24−20(紫赤色花)はEf1のバンドを検出したことから、‘キャンディーオーキッド’の色素遺伝子型はddeeHTHOPg−CyCyDpDpであることが分かる。‘キャンディーオーキッド’の自殖後代S1は花色が分離したことから、その3種のCAO24系統を分析した。CIELab測定の結果、CAO24−5は黄色方向の色(104.0)で、大変明るい色(90.6)を有し、CAO24−6は赤色方向の色(−3.5)で、やや鮮やかな色(23.1)を有し、CAO24−20はやや鮮やかな色(30.1)であり、赤紫色方向の色(−27.1)であった。 Inbred posterity S 1 'of candy Orchid' from the flower color was separated and analyzed CAO24 system of the three. As a result, CAO24-5 (showing creamy “white”) and CAO24-6 (red flower) detected the Ef3 band, while CAO24-20 (purple red flower) detected the Ef1 band. from the dye genotype 'candy Orchid' it is found to be ddeeH T H O Pg-CyCyDpDp. Since the progeny S1 of “Candy Orchid” was separated in flower color, the three CAO24 lines were analyzed. As a result of CIELab measurement, CAO24-5 has a yellow color (104.0) and a very bright color (90.6), and CAO24-6 has a red color (-3.5) and slightly brighter. Color (23.1), CAO24-20 was a slightly brighter color (30.1), and a reddish purple color (-27.1).
‘パピオンローズピンク’の自殖後代S1のは花色が分離したことからその3種のPRP5系統を分析した。その結果、PRP5−2(赤色花)とPRP5−15(赤色花)はEf3のバンドを検出し、一方PRP5−1(赤紫色花)はEf1のバンドを検出したことから、‘キャンディーオーキッド’の色素遺伝子型はddeeHTHTPg−CyCyDpDpであることが分かる。 ‘パピオンローズピンク’のPRP5−2とPRP5−15は、明るさは明るく(61.3,55.6)、鮮やかさはやや鮮やか(39.7,49.0)であり、両者赤色方向の花色(−3.2,−5.6)であった。、一方、PRP5−1の明るさと鮮やかさ(58.4、44.6)は、前2者と同様であったが、色相は赤紫色方向
の色(−14.7)を示した。
'Papillon Rose Pink' inbred posterity S 1 of the were analyzed its three PRP5 system from that flower color is separated. As a result, PRP5-2 (red flower) and PRP5-15 (red flower) detected the Ef3 band, while PRP5-1 (red purple flower) detected the Ef1 band. it can be seen dyes genotype is ddeeH T H T Pg-CyCyDpDp. “Papion Rose Pink” PRP5-2 and PRP5-15 are bright (61.3, 55.6) and slightly bright (39.7, 49.0), both in the red direction. It was flower color (-3.2, -5.6). On the other hand, the brightness and vividness (58.4, 44.6) of PRP5-1 were the same as those of the former two, but the hue showed a reddish purple color (-14.7).
(3)トルコギキョウ野生型交雑種の調査
トルコギキョウ野生型交雑種:Eustoma grandiflorum アリゾナ系統(AZ3(Dp)7)、Eustoma grandiflorum テキサス系統(TX34)の自殖後代S2〜S3について、特許文献8に記載の花色遺伝型交配法を用いて、CIELab表色系を用いて花色を測定し、高速液体クロマトグラフィーを用いてアントシアニジンの色素表現型を分析した。また、前記した実施例と同様にフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H) DNAバンドを測定した。その結果を表3に示す。
(3) Investigation of Eustoma wild-type hybrids Eustoma grandiflorum Arizona strain (AZ3 (Dp) 7), Eustoma grandiflorum Texas strain (TX34) self-breeding progenies S 2 to S 3 Flower color was measured using the CIELab color system using the flower color genotyping method described, and the anthocyanidin pigment phenotype was analyzed using high performance liquid chromatography. Further, the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) DNA band was measured in the same manner as in the above Examples. The results are shown in Table 3.
Eustoma grandiflorumアリゾナ系統AZ3(Dp)7−6の花色は紫赤色であり、Ef2のバンドを検出した。色素表現型がDpn型であったことから、Eustoma grandiflorum アリゾナ系統AZ3(Dp)7−6の色素遺伝子型はddeeHDHD−−CyCyDpDpであることが分かる。アリゾナ系統AZ3(Dp)7−6の花色は非常に暗く(26.7)、鮮やかさはとても鮮やか(82.7)で、色相は赤紫色方向の花色(−23.1)であった。 The flower color of Eustoma grandiflorum Arizona strain AZ3 (Dp) 7-6 was purple red, and an Ef2 band was detected. Since pigment phenotype were Dpn type, it can be seen Eustoma grandiflorum Arizona line AZ3 (Dp) 7-6 dye genotype is ddeeH D H D --CyCyDpDp. The flower color of the Arizona line AZ3 (Dp) 7-6 was very dark (26.7), the vividness was very vivid (82.7), and the hue was a flower color (-23.1) in the direction of magenta.
Eustoma grandiflorum テキサス系統TX34の5系統は、すべて赤色の花であり、Ef3のバンドであった。色素表現型がPgnCyn型であったことから、Eustoma grandiflorum テキサス系統TX34の5系統の色素遺伝子型はすべてddeeHTHTPgPgCyCyDpDpであることが分かる。テキサス系統TX34の5系統は、明るさは概ね67〜85の値の範囲で明るく、鮮やかさは14〜38の値の範囲であまり鮮やかではないかやや鮮やかな範囲であり、色相は−7〜4度の範囲であり、従って、5系統の色相は概ね赤色方向の色であった。 The five lines of the Eastoma grandiflorum Texas line TX34 were all red flowers and were Ef3 bands. Since pigment phenotype were PgnCyn type, it can be seen all Eustoma grandiflorum 5 strains dye genotype Texas strain TX34 is ddeeH T H T PgPgCyCyDpDp. The five lines of the Texas line TX34 are bright in the range of values from 67 to 85, the vividness is in the range of values from 14 to 38, which is not so vivid or slightly bright, and the hue is from -7 to The range of 4 degrees, therefore, the five hues were generally in the red direction.
(4)トルコギキョウ野生型交雑種の自殖後代S1の調査
トルコギキョウ野生型交雑種:Eustoma grandiflorum テキサス系統(TX61)の自殖後代S2について、特許文献8に記載の花色遺伝型交配法を用いて、CIELab表色系を用いて花色を測定し、高速液体クロマトグラフィーを用いてアントシアニジンの色素表現型を分析した。また、前記した実施例と同様にフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H) DNAバンドを測定した。その結果を表4に示す。
(4) Investigation of inbred progeny S 1 of Eustoma wild type hybrids Eustoma wild type hybrid: For the inbred progeny S 2 of the Eastoma grandiflorum Texas strain (TX61), the flower color genotype mating method described in Patent Document 8 is used. The flower color was measured using the CIELab color system and the pigment phenotype of anthocyanidins was analyzed using high performance liquid chromatography. Further, the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) DNA band was measured in the same manner as in the above Examples. The results are shown in Table 4.
TX61−2は、紫赤色の花色であり、Ef1のバンドであった。色素表現型がCynDpn型であったことから、TX61−2の色素遺伝子型はddeeHOHOpgpgCyCyDpDpであることが分かる。 TX61-2 was a purple-red flower color and was an Ef1 band. Since pigment phenotype were CynDpn type, it can be seen that dye genotype TX61-2 is ddeeH O H O pgpgCyCyDpDp.
TX61−1は、紫赤色の花色であり、Ef1とEf3の2つのバンドを検出した。色素表現型がCynDpn型であったことから、TX61−1の色素遺伝子型はddeeHOHTpgpgCyCyDpDpであることが分かる。 TX61-1 is a purple-red flower color, and two bands of Ef1 and Ef3 were detected. Since pigment phenotype were CynDpn type, it can be seen that dye genotype TX61-1 is ddeeH O H T pgpgCyCyDpDp.
TX61−8及びTX61−11は、赤紫色の花色であり、Ef1とEf3の2つのバンドを検出した。色素表現型がPgnCynDpn型であったことから、TX61−8及びTX61−11の色素遺伝子型はddeeHOHTPg−CyCyDpDpであることが分かる。 TX61-8 and TX61-11 are reddish purple flowers, and two bands of Ef1 and Ef3 were detected. Since the pigment phenotype was the PgnCynDpn type, it can be seen that the pigment genotypes of TX61-8 and TX61-11 are ddeE H O T Pg-CyCyDpDp.
TX61−3、TX61−5、TX61−6、TX61−9、TX61−15の5系統は、いずれも赤色の花色であり、Ef3のバンドであった。色素表現型がCynDpn型であったことから、TX61−2の色素遺伝子型はddeeHOHOpgpgCyCyDpDpであることが分かる。TX61の系統では、複対立遺伝子型がHOを保有するものは概ね紫色から紫赤色の色相角(h)を示し(−23度〜−34度の値)、複対立遺伝子型がHTのホモ型になっているものは、概ね赤色の色相角(−1度〜4度の値)を示した。
The TX61-3, TX61-5, TX61-6, TX61-9, and TX61-15 lines were all red flowers and had an Ef3 band. Since pigment phenotype were CynDpn type, it can be seen that dye genotype TX61-2 is ddeeH O H O pgpgCyCyDpDp. In the TX61 line, those in which the biallelic type possesses
(5)トルコギキョウ市販品種の自殖後代S3の調査
園芸品種‘ロイヤルバイオレット(RV10CR41系統)’、‘あすかの舞姫(AM1A系統)’、‘あずまの粧(AY2A9系統)’を自殖し、後代S3について、特許文献8に記載の花色遺伝型交配法を用いて、CIELab表色系を用いて花色を測定し、高速液体クロマトグラフィーを用いてアントシアニジンの色素表現型を分析した。また、前記した実施例と同様にフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H) DNAバンドを測定した。その結果を表5に示す。
(5) Lisianthus investigation horticultural varieties of inbred posterity S 3 of the commercial varieties 'Royal violet (RV10CR41 system)', 'Asuka of dancer (AM1A system)', selfed the '粧(AY2A9 system) of Azuma', progeny for S 3, using the flower genotype breeding method described in Patent Document 8, to measure the flower color using the CIELab color system, were analyzed pigment phenotype anthocyanidins using high performance liquid chromatography. Further, the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) DNA band was measured in the same manner as in the above Examples. The results are shown in Table 5.
‘ロイヤルバイオレット’のRV10CR41の2系統は、赤紫(hが−23.5度)〜紫赤色(hが−29.7度)の花色であり、いずれもEf2のバンドであった。色素表現型がDpn型であったことから、RV10CR41の2系統の色素遺伝子型はddeeHDHD−−CyCyDpDpであることが分かる。 Two lines of RV10CR41 of "Royal Violet" were reddish purple (h is -23.5 degrees) to purple-red (h is -29.7 degrees), both of which were Ef2 bands. Since pigment phenotype were Dpn type, it can be seen that two systems of dyes genotype RV10CR41 is ddeeH D H D --CyCyDpDp.
‘あすかの舞姫’のAM1Aの3系統は、いずれも赤色(hが−2.2〜2.8度の範囲)の花色であり、Ef3のバンドであった。色素表現型がPgnCyn型であったことから、AM1Aの3系統の色素遺伝子型はddE−HTHTPg−CyCyDpDpであることが分かる。 All three lines of AM1A of “Asuka Maihime” were red (h was in the range of −2.2 to 2.8 degrees) and were Ef3 bands. Since pigment phenotype were PgnCyn type, it can be seen three systems of dyes genotype AM1A is ddE-H T H T Pg- CyCyDpDp.
‘あずまの粧’のAY2A9の2系統は、いずれも赤色(hが−1.3と−4.3度)の花色であり、Ef3のバンドであった。色素表現型がPgnCyn型であったことから、AY2A9−12及びAY2A9−19の2系統の色素遺伝子型はそれぞれ、ddeeHTHTPg−CyCyDpDp及びddE−HTHTPg−CyCyDpDpであることが分かる。 The two AY2A9 lines of “Azuma no makeup” were both red (h is −1.3 and −4.3 degrees) flower color, and were Ef3 bands. Since pigment phenotype were PgnCyn type, it AY2A9-12 and two systems of dyes genotype AY2A9-19 are each, ddeeH T H T Pg-CyCyDpDp and ddE-H T H T Pg- CyCyDpDp I understand.
(6)早見表の作成
トルコギキョウを例にとりながら、各複対立遺伝子の組み合わせから花色とフラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子に対応する3つのバンド、Ef1、Ef2、Ef3を知ることのできる早見表を、表6及び表7に示す。行には花粉親の配偶子を示し、列には種子親の配偶子を示す。表6は、Pg/pg、Cy/cy及びDp/dpで示される遺伝子座がPgPgCyCyDpDp又はPgpgCyCyDpDpで表される場合の組み合わせ表であり、表7は、Pg/pg、Cy/cy及びDp/dpで示される遺伝子座がpgpgCyCyDpDpで表される場合の組み合わせ表である。
(6) Preparation of a quick reference table Taking Eustoma grandiflorum as an example, three bands corresponding to flower color and flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene from the combination of each multiallele, Ef1 Tables 6 and 7 show quick reference tables for knowing Ef2, Ef3. The rows show the pollen parent gametes, and the columns show the seed parent gametes. Table 6 is a combination table when the loci represented by Pg / pg, Cy / cy and Dp / dp are represented by PgPgCyCyDpDp or PgpgCyCyDpDp, and Table 7 shows Pg / pg, Cy / cy and Dp / dp. It is a combination table | surface when the locus shown by is represented by pgpgCyCyDpDp.
例えば、一つの複対立遺伝子HTともう一つの複対立遺伝子HDが受精し、その組み合わせがHTHDとなった場合は、表6からその色素表現型はPgnCynDpnであり、その花色は紫赤色であり、したがって、フラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子に対応するバンドは、Ef2とEf3の2つであることをこの早見表より速やかに知ることができる。 For example, one of multiple alleles H T and another multiple alleles H D is fertilized, if the combination becomes H T H D, the pigment phenotype from Table 6 is PgnCynDpn, the flower color It is purple-red and, therefore, the band corresponding to the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene is quickly found from this chart that Ef2 and Ef3 are two bands. be able to.
一方、フラボノイド3’、5’−水酸化酵素(F3’、5’−H)遺伝子に対応するバンドがEf2とEf3の2つで、花色が紫色で、その色素表現型がDpn型である場合、複対立遺伝子型の組み合わせが、HFHD又はHDHFのいずれかであることをこの早見表より速やかに知ることができる。 On the other hand, when the bands corresponding to the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase (F3 ′, 5′-H) gene are Ef2 and Ef3, the flower color is purple, and the pigment phenotype is the Dpn type Thus, it can be quickly known from this chart that the combination of the biallelic types is either H F H D or H D H F.
今回、花色遺伝子型交配法に記載の5つの複対立遺伝子型の遺伝子の構造を明らかにできた。また、それらの構造と当代及び/又は後代に遺伝される花色遺伝を明らかにできた。さらに、CIELab表色系などを用いて花色を正確に測色・数値化した上で、その色素遺伝子型と花色遺伝と遺伝子との関係を明らかにできた。これらの知見によって、本発明は、花卉の新花色作出のための実用的花色改変法と、及び/又は、花卉の開花を迎えずに早期に遺伝子を検定した上で、複対立遺伝子型を帰属し、遺伝する花色を知ることのできる、優れた実用的花色予測法を提供する。 This time, we have clarified the structure of the five multiallelic genes described in the Flower Color Genotype Mating Method. Moreover, their structure and flower color inheritance inherited in the present generation and / or progeny were clarified. Furthermore, the color of the flower was accurately measured and converted into a numerical value using the CIELab color system, and the relationship between the pigment genotype, the flower color inheritance, and the gene could be clarified. Based on these findings, the present invention assigns a biallelic genotype to a practical flower color modification method for producing a new flower color of a flower bud and / or after early testing of a gene without floret flowering. In addition, the present invention provides an excellent practical flower color prediction method capable of knowing the inherited flower color.
配列番号5 人工配列の説明:プライマー
配列番号6 人工配列の説明:プライマー
配列番号7 人工配列の説明:プライマー
配列番号8 人工配列の説明:プライマー
配列番号9 人工配列の説明:プライマー
配列番号10 人工配列の説明:プライマー
SEQ ID NO: 5 Description of artificial sequence: Primer SEQ ID NO: 6 Description of artificial sequence: Primer SEQ ID NO: 7 Description of artificial sequence: Primer SEQ ID NO: 8 Description of artificial sequence: Primer SEQ ID NO: 9 Description of artificial sequence: Primer SEQ ID NO: 10 Artificial sequence Description: Primer
Claims (10)
ここで、複対立遺伝子HTが、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)とシアニジン(Cyn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HFが該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して5’位の水酸化を制御し、ペラルゴニジン(Pgn)の生合成に関与する遺伝子であり、複対立遺伝子HD又はHZが、該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’,5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子であり、並びに、複対立遺伝子HOが該フラボノイド生合成の前駆物質でのB環の水酸化に関して3’、5’位の水酸化を制御し、デルフィニジン(Dpn)の生合成に関与する遺伝子である、並びに、
(a)複対立遺伝子H T 又はH F が、配列番号1の8525bpの塩基配列、又はその配列と95%以上の同一性を有しかつ該配列番号1の塩基配列によってコードされるタンパク質と同じ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列、を含むDNAであり、及び該DNAに対応するEf3バンド(電気泳動)を示し、(b)複対立遺伝子H Z 又はH D が、配列番号2の3115bpの塩基配列、又はその配列と95%以上の同一性を有しかつ該配列番号2の塩基配列によってコードされるタンパク質と同じ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列、を含むDNAであり、及び該DNAに対応するEf2バンド(電気泳動)を示し、(c)複対立遺伝子H O が、配列番号3の2498bpの塩基配列、又はその配列と95%以上の同一性を有しかつ該配列番号3の塩基配列によってコードされるタンパク質と同じ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列、を含むDNAであり、及び該DNAに対応するEf1バンド(電気泳動)を示す、並びに、
花粉親配偶子及び種子親配偶子間の前記複対立遺伝子の組み合わせと花色が、下記の表(表中、Ef1はH O ホモを表す電気泳動バンドを示し、Ef2はH D 又はH Z ホモを表す電気泳動バンドを示し、及びEf3はH F 又はH T ホモを表す電気泳動バンドを示す。)に示される相関を有する、
ことを特徴とする、前記方法。
Pollen parent gametes and seeds of an enzyme reaction system of a floret containing a flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase involved in hydroxylation of the B ring of the flavonoid biosynthesis pigment precursor of the pathway formula shown in FIG. 4 of the specification A combination of the parent gamete-derived biallelic H T , H F , H Z , H D and H 2 O using the electrophoresis, the flavonoid 3 ′, 5′-hydroxylase gene corresponding to the biallelic Genotype H X H X · Pg / pg (ie, PgPg, Pgpg or pgpg) · Cy / cy (ie, CyCy, Cycy or cycy) · Dp / dp (i.e., DPDP, DPDP or DPDP) pollen parent gametes and combinations and flower color and flower color correlation in the previous flowering based floriculture of multiple alleles between seed parent gametes for A prediction method,
Here, the biallelic H T regulates hydroxylation at the 3 ′ position with respect to hydroxylation of the B ring in the precursor of the flavonoid biosynthesis, and is involved in the biosynthesis of pelargonidin (Pgn) and cyanidin (Cyn). a gene, a gene that multiple alleles H F controls the hydroxide of 5 'position with respect to hydroxylation of the B ring in a precursor of the flavonoid biosynthesis involved in the biosynthesis of pelargonidin (Pgn), double allele H D or H Z is 3 with respect to hydroxylation of the B ring in a precursor of the flavonoid biosynthetic ', 5' position of the controls hydroxide, a gene involved in the biosynthesis of delphinidin (Dpn) In addition, the biallelic H 2 O is a gene involved in delphinidin (Dpn) biosynthesis by controlling hydroxylation at the 3 ′ and 5 ′ positions with respect to hydroxylation of the B ring in the flavonoid biosynthesis precursor. , In beauty,
(A) The double allele H T or H F is the same as the 8525 bp nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or the same as the protein encoded by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 with 95% identity or more nucleotide sequence encoding a protein having the activity, a DNA containing, and corresponding to the DNA indicates Ef3 band (electrophoresis), (b) multiple alleles H Z or H D is of SEQ ID NO: 2 of 3115bp A DNA comprising a base sequence or a base sequence encoding a protein having 95% or more identity with the sequence and having the same activity as the protein encoded by the base sequence of SEQ ID NO: 2; and the DNA It shows the corresponding Ef2 band (electrophoresis) in, (c) multiple alleles H O is the nucleotide sequence of 2498bp of SEQ ID NO: 3, or a sequence 95% A DNA comprising a base sequence encoding a protein having identity and having the same activity as the protein encoded by the base sequence of SEQ ID NO: 3, and showing an Ef1 band (electrophoresis) corresponding to the DNA As well as
Combined with flower color of the multiple alleles between pollen parent gametes and seed parent gametes, table (in the table below, Ef1 indicates electrophoresis bands representing H O homo, Ef2 a is H D or H Z homo- shows the electrophoresis band representing, and Ef3 have a correlation shown in.) showing the electrophoresis bands representing H F or H T homo,
And said method.
(1)複対立遺伝子HT又はHF由来の配列番号1の塩基配列又はその配列と95%以上の同一性を有しかつ該配列番号1の塩基配列によってコードされるタンパク質と同じ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列、或いはその相補的塩基配列、を含むDNA、
(2)複対立遺伝子HZ又はHD由来の配列番号2の塩基配列又はその配列と95%以上の同一性を有しかつ該配列番号2の塩基配列によってコードされるタンパク質と同じ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列、或いはその相補的塩基配列、を含むDNA、並びに、
(3)複対立遺伝子HO由来の配列番号3の塩基配列又はその配列と95%以上の同一性を有しかつ該配列番号3の塩基配列によってコードされるタンパク質と同じ活性を有するタンパク質をコードする塩基配列、或いはその相補的塩基配列、を含むDNA、
をプローブ又は遺伝子マーカーとして含む、前記キット。 A kit for predicting flower color of a flower bud before flowering by the method according to any one of claims 1 to 3 , comprising the following DNAs (1) to (3):
(1) having multiple alleles H T or H F derived from SEQ ID NO: 1 nucleotide sequence or the same activity as the protein encoded by the sequence and nucleotide sequence of the chromatic vital said SEQ ID NO: 1 95% or more identity DNA comprising a base sequence encoding a protein or a complementary base sequence thereof,
(2) having multiple alleles H Z or H D derived SEQ ID NO: 2 nucleotide sequence or the same activity as the protein encoded by the sequence 95% or more identity with the nucleotide sequence of the chromatic vital said SEQ ID NO: 2 DNA containing a base sequence encoding a protein , or a complementary base sequence thereof, and
(3) encodes a protein having the same activity as the protein encoded by the nucleotide sequence of multiple alleles H O derived from SEQ ID NO: 3 in the nucleotide sequence or chromatic vital said SEQ ID NO: 3 sequence 95% or more identity that DNA comprising a base sequence to be complementary, or a complementary base sequence thereof,
As a probe or gene marker.
The following is a quick reference table showing the correlation between the combination of the above-mentioned alleles between the pollen parent gamete and the seed parent gamete and the flower color (Ef1 is an electrophoresis band in which Ef1 represents HO homozygote) are shown, Ef2 indicates electrophoresis bands representing H D or H Z homo- and Ef3 further comprises.) showing the electrophoresis bands representing H F or H T homo kit according to claim 8 or 9 .
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