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Analyses of epigenetic regulation of plant meiosis and intercellular communication between germ and somatic cells

Research Project

Project/Area Number 18H02181
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
Research InstitutionNational Institute of Genetics

Principal Investigator

Kenichi Nonomura  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 准教授 (10291890)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywords減数分裂 / 植物生殖 / イネ / Arogonaute / Small RNA / 品種改良 / エピジェネティクス / 植物 / 生殖 / small RNA / エピゲノム / Argonaute
Outline of Final Research Achievements

Meiosis is a fundamental event for breeding by hybridization. It is known that meiosis-specific DNA/histone modification patterns influence frequencies and genomic positions of meiotic recombination. In this study, we analyzed molecular functions of two rice Argonaute proteins, both of which bind to small RNAs as guides. The results of this study suggest a possibility that either of two AGOs represses a gene required for pollen development during premeiotic and meiotic phases with anther-specific 21nucleotides (nt)-phasiRNAs, and further that another AGO regulates condensation of meiotic chromosomes with meiosis-specific 24nt-phasiRNAs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

減数分裂は交雑育種による品種改良の根本原理であり、減数分裂期に特有のDNAおよびヒストンの修飾パターンは、減数分裂組換えの頻度や位置に影響する。今回、2つのイネAGOタンパク質について解析を行い、一方は減数分裂に不必要な遺伝子の誤作動を防止する抑制機能、もう一方は減数分裂染色体に直接結合して染色体凝縮を制御する可能性が示唆された。遺伝子機能を欠損した変異体では減数分裂染色体の凝縮異常が認められたことから、減数分裂組換え頻度・位置の決定にAGO/sRNA複合体を介したクロマチン修飾機構が重要である可能性が示唆された。品種改良の効率向上に向けて学術的・社会的意義は大きいと考える。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 浙江農林大学 林生学院(中国)

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      Nature Communications

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 3115-3115

    • DOI

      10.1038/s41467-020-16637-3

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      野々村 賢一
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      アグリバイオ 2020年3月号

      Volume: 4 Pages: 200-203

    • NAID

      40022290242

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      Leading Author's

      Volume: 8 Pages: e002

    • DOI

      10.7875/leading.author.8.e002

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      BIO-PROTOCOL Bio101

      Volume: 8 Issue: 15

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.2956

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      Nonomura Ken-Ichi
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      Plant Reproduction

      Volume: 31 Issue: 1 Pages: 21-29

    • DOI

      10.1007/s00497-018-0321-x

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      NONOMURA Ken-ichi
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      Seijiro Ono, Hua Liu, Katsutoshi Tsuda, Eigo Fukai, Keisuke Tanaka, Takuji Sasaki, Ken-ichi Nonomura
    • Organizer
      25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
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    • Author(s)
      野々村賢一(分担執筆)
    • Total Pages
      454
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • Related Report
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  • [Remarks] 野々村研究室ホームページ

    • URL

      http://nonomuralab-nig.sakura.ne.jp/top_j.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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