キュウリのfruit pedicel（花柄）は果実と茎をつなぐ器官で、長さは果実形状やmechanized harvestingとの関係から育種形質として注目されています。2024年の Scientific Reports 研究は、EMS mutagenesisで得たshort-pedicel mutantを使い、cytokinin量とcell numberが花柄長に関係することを示しました。
CPL 1.8 cmに対しCPSは0.3 cm
South China-type cucumber cultivar ‘CPL’からEMS mutagenesisで短花柄個体を得て、3世代selfingしてstable short-pedicel material ‘CPS’を作りました。short-pedicelはrecessive traitです。
flowering dayのpedicel lengthはCPL 1.8 ± 0.3 cm、CPS 0.3 ± 0.1 cmでした。
主な違いは細胞サイズではなくcell number
paraffin sectionで比較すると、特にlongitudinal directionのcell numberがCPSで大きく少なくなっていました。つまり短花柄の主因は「細胞が小さい」ことより、形成される細胞数が少ないことでした。
trans-zeatin系cytokininがlong-pedicelで高い
hormone profilingでは複数phytohormoneに差があり、trans-zeatin nucleosideがCPLでCPSより有意に高くなっていました。transcriptomeでもcytokinin synthesis-related pathwayにDEG enrichmentが見られました。
さらにCPSへcytokinin analogue 6-BAを処理するとpedicelは0.3 cmから1.0 ± 0.2 cmへ伸び、CPLへcell-division inhibitor lovastatinを処理すると1.8 cmから0.8 ± 0.3 cmへ短縮しました。
これらはcytokinin-dependent cell proliferationがpedicel lengthへ強く関与することを支持します。
「原因遺伝子を1つ特定した」研究ではない
旧記事では“発現量が変わった遺伝子をtargetにすれば育種できる”と単純化していました。しかし本研究はhormone profilingとtranscriptomeからcytokinin-related genes/pathwaysを絞った段階で、pedicel lengthを決める単一causal geneを確定した研究ではありません。
mechanized harvestingへの有用性も研究背景として示されていますが、このmutantを機械収穫で評価したわけではありません。
育種へつなげる次の工程はcausal mutationの同定、QTL/allele validation、fruit shape・yield・qualityとのtrade-off確認です。
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参考文献
- Yane S et al. Cytokinin-related genes regulate cucumber fruit pedicel length. Scientific Reports. 2024;14:23361. https://doi.org/10.1038/s41598-024-75186-7
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