PKMADS1は、Paulownia kawakamiiの不定期シュート誘導と栄養シュートの発達を調節する新しいMadsボックス遺伝子です

in vitroでのシュート芽の直接再生は、植物の遺伝子操作における重要な手法です。私たちは、不定のシュート再生を受けている川上川葉脱植片からの新規MADSボックスcDNA（PKMADS1）の分離と機能的特性評価について説明します。mRNAゲルブロット分析により、シュート形成培養物におけるPKMADS1の発現が確認されましたが、カルス形成培養では信号は観察されませんでした。PKMADS1転写産物もシュートの頂点で検出されましたが、根の頂点、初期葉植片、または花では検出されませんでした。in situハイブリダイゼーションは、その発現が切除された葉培養における原始シュートの発達に限定されていることを明らかにし、外来芽の形成におけるこの遺伝子の役割を示唆しています。PKMADS1遺伝子を過剰発現するトランスジェニックPaulownia植物は、x窩筋形成などの表現型にいくつかの変化を示しました。アンチセンス形質転換体では、シュートは発育阻害され、葉状軸が変化し、いくつかの系統では、芽の頂端分裂組織が撮影開発中に早期に使用されたように見えました。アンチセンストランスジェニック植物の葉の外植片は、感覚形質転換体または野生型からの外植片と比較して、シュート再生の10倍の減少を示しました。我々の結果は、PKMADS1がシュートの形態形成の調節因子であることを示しています。

Direct regeneration of shoot buds in vitro is an important technique in plant genetic manipulation. We describe the isolation and functional characterization of a novel MADS box cDNA (PkMADS1) from Paulownia kawakamii leaf explants undergoing adventitious shoot regeneration. mRNA gel blot analysis confirmed the expression of PkMADS1 in the shoot-forming cultures, but no signal was observed in the callus-forming cultures. PkMADS1 transcripts were also detected in shoot apices, but not in root apices, initial leaf explants or the flower. In situ hybridization revealed that its expression was restricted to developing shoot primordia in the excised leaf cultures, suggesting a role for this gene in adventitious shoot formation. Transgenic Paulownia plants over-expressing the PkMADS1 gene showed some changes in phenotype, such as axillary shoot formation. In the antisense transformants, shoots were stunted and had altered phyllotaxy, and, in some lines, the shoot apical meristem appeared to have been used up early during shoot development. Leaf explants from the antisense transgenic plants showed a tenfold decrease in shoot regeneration compared with explants from sense transformants or wild-type. Our results show that PkMADS1 is a regulator of shoot morphogenesis.