Analysis of pollen number controlling genes in Arabidopsis thaliana and crops
| Project/Area Number |
19K05976
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
Kakui Hiroyuki 新潟大学, 自然科学系, 特任助教 (60783199)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 花粉 / 花粉数 / ゲノム編集 / ゲノムワイド関連解析 / シロイヌナズナ / スギ / 花粉症 / ジェノタイピング / PRIMA / スギ花粉 / モデリング / CRISPR/Cas9 / コムギ / トランスクリプトーム / CRSPR/Cas9 / 遺伝子ネットワーク / 遺伝子マーカー |
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| Outline of Research at the Start |
近年、申請者らの研究により世界で初めて花粉数を制御する遺伝子 RDP1 (REDUCED POLLEN NUMBER 1) をシロイヌナズナから同定した。その後のトランスクリプトーム解析により、RDP1 変異体で発現変動する遺伝子群を得た。本研究ではこれらの遺伝子が実際に花粉数に関わるか・またどのように機能するかを解析する ことにより新規に花粉数を制御する遺伝子を同定し、花粉数を制御する遺伝子ネットワークを明らかにしていく。さらにRDP1 や新規花粉制御遺伝子が実際の作物においても花粉数を制御しうるかどうかを明らかにする目的で、作物を用いて遺伝子解析を行い、遺伝子マーカーを作製する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed high-throughput pollen counting method. We found RDP1 as pollen number controlling gene by using GWAS and genome-editing. Transcriptome analysis revealed DEGs in RDP1 mutant. We developed PRIMA, which is enable to distinguish 1-bp difference by PCR and electrophoresis. Furthermore, we identified the causal gene of MS4 in Japanese cedar.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
花粉数は植物にとって次世代の子孫数に直結するため植物学上基本的かつ重要な形質である。一方で花粉症は世界中で問題になっており、花粉形成の遺伝子を解析することは社会的な意義も大きい。本研究によってモデル植物シロイヌナズナから植物で初めて花粉数を制御する遺伝子の同定に成功し、さらに自殖植物では花粉数が少ない方が正の選択を受けていることを示唆する結果が得られた。さらに日本で最も重大な花粉症の原因であるスギ花粉の無花粉スギの原因遺伝子の同定にも成功した。これらの結果は今後の花粉数研究の基盤となるとともに、無花粉スギのさらなる普及にも貢献するものと考えられた。
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Report
(4 results)
Research Products
(32 results)
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[Journal Article] Adaptive reduction of male gamete number in the selfing plant Arabidopsis thaliana2020
Author(s)
Takashi Tsuchimatsu, Hiroyuki Kakui, Misako Yamazaki, Cindy Marona, Hiroki Tsutsui, Afif Hedhly, Dazhe Meng, Yutaka Sato, Thomas Studler, Ueli Grossniklaus, Masahiro M. Kanaoka, Michael Lenhard, Magnus Nordborg and Kentaro K. Shimizu
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 2885-2885
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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Organizer
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