Characterization of DNaJ-like protein, a novel non-S factor candidate of Prunus self-incompatibility

Research Project

Project/Area Number	20K06031
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research Institution	Fukui Prefectural University (2021-2023) Yamagata University (2020)
Principal Investigator	Matsumoto Daiki 福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (30632129)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	サクラ属 / 自家不和合性 / S-RNase / DnaJ / アンチセンスオリゴ / カンカオウトウ
Outline of Research at the Start	サクラ属果樹は他の植物種と異なった「自己認識型」のS-RNase型自家不和合性を示すことが明らかにされているものの，不和合反応の背景で働く因子（共通因子）についてはほとんど同定されていない．本研究では，サクラ属の新規の花粉側共通因子候補であるDNaJ様タンパク質（SDJ）について機能解析と進化解析を行うとともに，雌ずい側共通因子候補と考えられるS-RNase結合雌ずいタンパク質の探索を行う．
Outline of Final Research Achievements	Prunus fruit species exhibit S-RNase based self-incompatibility (SI), which results in instable fruit set. The other factors than pollen and pistil S determinants, Non-S factors, are also required for SI expression. We previously isolated a novel DNaJ-like protein in a screen for S-RNase binding pollen proteins. In this study, SDJ was analyzed at molecular level to clarify whether SDJ acts as a Non-S factor. Our study suggested that SDJ emerged during species differentiation in Rosaceae and evolved to gain a function in self-incompatibility.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	S-RNase型の自家不和合性は双子葉植物の祖先的機構だと考えられているが、近年ではそれぞれの植物種でメカニズムが多様化した可能性も指摘されている。本研究では、S-RNase型自家不和合性が特に特異な進化を遂げたと考えているバラ科サクラ属果樹を研究対象にして、新規の花粉発現DnaJ様タンパク質SDJについて解析を行った。調査の結果、SDJ遺伝子はバラ科の出現以降に誕生し、サクラ属の自家不和合性に関与している可能性が示唆された。