Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
「性別」は動植物を問わず、種内多様性を保つ最重要機構である。植物では個体中の花という単位に独立した性表現を持つことが出来るため、多様な性表現を「潜在的に」有している。しかし、植物の性別決定因子は近年ようやく同定されたものであり、第一発見例となったカキ属を含めて、未だわずかな種でしか同定されていない。本研究ではこれまで、カキ属の性決定因子OGI/MeGIの倍数化に伴うエピジェネティック制御によって性表現の可塑化が生じる機構を解明しており、ここでは１．OGI/MeGIのエピジェネティック制御に関わる遺伝因子の同定、2. 倍数体に特異な両全花発生機構の解明、を目指す。
本研究では、植物の性別決定機構解明のさきがけ的な存在となっているカキやキウイフルーツを対象に、植物における独立的な性の成立と可塑化過程を駆動する進化的要因を探索することを目的として、 (1) カキ・キウイフルーツにおける系統特異的な性別獲得過程の解明、(2) 六倍体栽培ガキにおいて成立した花単位の性表現パターンを統御するエピジェネティックスイッチの制御機構の解明、 (3) カキ属における画一的雌雄花からの両性花派生（回帰）のメカニズム解明、(4) 植物における性染色体進化と雄性成立の意義・駆動要因の解明、の4点を目指した。(1) 六倍体栽培ガキの交雑分離後代および多様な品種群を用いて個体内の花単位における雌雄バランスを決定する遺伝子座候補を同定した。また、栽培ガキ品種の雌雄および両性花派生に特異な共発現ネットワーク解析から、カキの性表現の揺らぎにはストレス応答機構とそれを統御するDkRAD1が中心的な役割を果たしている可能性を明らかにした。(2) マタタビ属A. arguta二倍体種の全ゲノム解読を行った。マタタビ属における性染色体の構造比較により、性決定二因子以外の周辺遺伝子の保存性は極めて低く、二種に共通した性的二型の発現に該当する性とリンクした遺伝子は見当たらなかった。キウイフルーツにおける性決定遺伝子Shy Girlの遺伝子編集から、マタタビ属における主要な性的二型がShy Girlの多面的効果で成立していることが明らかにされた。(3) 拡張研究として行っている深層学習の新規活用において、果実内部の障害や種の配置を写真画像から判断するモデル、さらにゲノム配列への深層学習としてcistromeデータからの全転写因子ファミリー認識配列のモデル化と、そのデータ群の深層学習によるcis-decodingモデルの構築に成功した。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 2019
All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results, Peer Reviewed: 9 results, Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 6 results)
New Phytologist
Volume: 230 Issue: 4 Pages: 1461-1475
10.1111/nph.17234
The Horticulture Journal
Volume: 90 Issue: 2 Pages: 172-180
10.2503/hortj.UTD-248
130008028817
Frontiers in Plant Science
Volume: 11 Pages: 567249-567249
10.3389/fpls.2020.567249
120006953498
Plant and Cell Physiology
Volume: 61 Issue: 11 Pages: 1967-1973
10.1093/pcp/pcaa111
DNA Research
Volume: 27 Issue: 3 Pages: 1-10
10.1093/dnares/dsaa012
120006894667
The Plant Journal
Volume: 104 Issue: 6 Pages: 1551-1567
10.1111/tpj.15020
PLOS Genetics
Volume: 16 Issue: 2 Pages: e1008566-e1008566
10.1371/journal.pgen.1008566
Nature Plants
Volume: 5 Issue: 8 Pages: 801-809
10.1038/s41477-019-0489-6
Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences
Volume: 286 Issue: 1913 Pages: 20191805-20191805
10.1098/rspb.2019.1805
