ニホンナシにおける新規S遺伝子の発掘と遺伝子型同定システムの開発

• Project/Area Number: 13760005
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 高崎 剛志 神戸大学, 農学部, 助手 (30314511)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2002: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 自家不和合性 / ニホンナシ / S遺伝子型 / S-RNase / PCR-RFLP

Research Abstract

ニホンナシでは交配により7つのニホンナシの雌しべ側S遺伝子産物としてS-RNaseが同定されている.S-RNaseにはS遺伝子間でアミノ酸配列を異にする1つの超可変領域(HV領域)が存在し,花粉と雌しべの自他認識に関与しているとされる.HV領域とHV領域に挿入されたイントロンの塩基配列をもとにS_1-S_7遺伝子を識別できるPCR-RFLPシステムを用い,主要品種遺伝子型の推定を進めた.前年度までに'新興'と'新星'にS_1-S_8-RNaseとは異なるS_9-RNase cDNA断片をクローニングし,それらの遺伝子型がS_4S_9であること示している.
本年度はS_9-RNase cDNAの全塩基配列を決定するため、'新興'と'新星'の花柱からmRNAを抽出し,5'-RACEによりS_9-RNase cDNAの5'末端の塩基配列を決定した.S_1-S_9-RNaseの塩基配列に基づき新たにリバースプライマーをデザインし,ゲノムDNAからS_9-RNase断片を増幅し,塩基配列を決定した.S_1-S_9-RNaseのS_9-RNaseのHV領域とイントロンを配列も基づき,S_9-RNaseを特異的に切断する制限酵素BstBIとS_2-RNaseを特異的に切断する制限酵素AflIIを選択した.
'FTQQYQ'と'anti-(I/T) IWPNV'プライマーを用いたPCRによりゲノムDNAから増幅したS_1-S_9-RNase断片を9種類のS遺伝子特異的な制限酵素(Sfc I, Afl II, Ppu MI, Nde I, Alw NI, Hinc II, Acc II, Nru I, Bst BI)で切断することにより,S1-S9の対立遺伝子を有するニホンナシ品種のS遺伝子型を同定できるPCR-RFLP(S1-S9)システムを開発することができた.

Research Products

• [Publications] Norioka, N.: "Sequence comparison of the 5' flanking regions of Japanese pear (Pyrus pyrifolia) S-RNases associated with gametophytic self-incompatibility"Sex Plant Reprod.. 13. 289-291 (2001)
• [Publications] Castillo, C.: "Reconsideration of S-genotypes assignments, and discovery of a new allele based or S-RNase PCR-RFLPs in Japanese pear cultivars"Breed. Sci.. 51. 5-11 (2001)
• [Publications] Castillo, C.: "Clonig of the S_8-RNase (S_8-allele) of japanese Pear (Pyrus pyrifolia Nakai)"Plant Biotech.. 19. 1-6 (2002)
• [Publications] Castillo, C.: "S-RNase based PCR-RFLP System for S-genotype Assignment in Japanese Pear"Acta. Hort.. 587. 449-458 (2002)
• [Publications] Dissanayake D.M.R.K.K: "Cis-regulatory Elements for Pistil Specific Expression in S-RNase Promoter Region of Japanese"Pear. Acta. Hort.. 587. 459-466 (2001)
• [Publications] Takasaki, T.: "Homology-dependent suppression of stigma phenotype by an antisense S-locus glycoprotein (SLG) gene in Brassica rapa L."Breed. Sci.. 51. 89-94 (2001)
• [Publications] Castillo, C.: "Reconsideration of S-genotypes assignments, and discovery of a new allele based on S-RNase PCR-RFLPs in Japanese pear cultivars"Breed. Sci.. 51. 5-11 (2001)
• [Publications] Norioka, N.: "Sequence comparison of the 5' flanking regions of Japanese pear (Pyrus pyrifolia) S-RNases associated with gametophytic self-incompatibility"Sex Plant Reprod.. 13. 289-291 (2001)
• [Publications] Takasaki, T.: "S receptor kinase determines self-incompatibility in Brassica stigma"Nature. 403. 913-916 (2000)
• [Publications] Gamage, N: "Expression of a fusion protein of Pyrus pyrifolia S-RNase with glutathione-S-transferase in E. coli"Biotechnology Letters. 22. 1413-1417 (2000)