Induction of zygotic development by paternal transcription factors and development of allopolyploid zygotes
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
19H04868
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岡本 龍史 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50285095)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 受精 / 卵細胞 / 精細胞 / 受精卵 / 異質倍数性 / 父性転写因子 / イネ / コムギ / 異種交雑 |
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| Outline of Research at the Start |
雌雄配偶子ゲノムが協調的に機能することによって受精卵は正常に発生する。本課題では、同質および異質交雑受精卵の発生機構を解析することにより、受精卵発生機構および異種間軋轢による胚発生不全機構を解明することを目的として、次の研究を遂行する。 (1) OsASGR-BBML1により発現制御を受けている遺伝子群を同定し、受精卵の初期発生過程における転写因子カスケードの実体に迫る。(2) 発生が進行する交雑正常胚と発生が停止してしまう交雑不全胚における異種ゲノムの保持状態を解析し、異質受精卵の発生機構の一端を明らかする。(3) 卵細胞の受精非依存的な分裂・発生機構を解明し、受精卵発生への理解に繋げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
雌雄配偶子ゲノムが協調的に機能することによって受精卵は正常に発生する。本課題では、同質および異質受精卵の発生機構を解析することにより、受精卵発生機構および異種間軋轢による胚発生不全機構を解明することを目的として、次の研究を遂行した。
(1) OsASGR-BBML1の標的遺伝子群の同定および受精卵初期発生過程における転写因子カスケード：DD45プロモータ下でOsASGR-BBML1を発現する形質転換イネのライン群から高効率で卵細胞発生を行うラインを選抜した。さらに、卵細胞の1細胞トランスクリプトーム解析を試み、細胞1個で十分に再現性があるデータが得られる実験条件を特定し、現在はBBML1卵細胞のトランスクリプトームに取りかかっている。
(2) 異質交雑受精卵の発生プロファイルと異種ゲノムの保持・存在状態：電気融合させるイネ配偶子とコムギ配偶子の組み合わせ、数、および倍数性を検討した結果、作出した交雑受精卵が植物体にまで発生する条件を見出した。それら交雑植物がほぼコムギの形態を示したこと、およびフローサイトメトリー解析からイネ染色体・ゲノムが脱落していると推定された。植物体のゲノムシークエンス解析を進めたところ、当該交雑受精卵由来の植物体はコムギゲノムにイネゲノム断片が挿入されている可能性が示唆された。
(3) 卵細胞の受精非依存的な分裂・発生機構：卵細胞の自律的分裂を誘導するスベロイルアニリドヒドロキサム酸 (SAHA) の標的酵素（ヒストン脱アセチル化酵素）により発現が制御されている遺伝子群を特定し、受精誘導性・抑制性遺伝子群などとの比較解析を進めている。また、12種のSAHA誘導体のうち、3種に分裂誘導活性があることが判明した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(37 results)
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[Journal Article] Expression of genes from paternal alleles in rice zygotes and involvement of OsASGR-BBML1 in initiation of zygotic development2019
Author(s)
Rahman, H., Toda, E., Kobayashi, M., Kudo, T., Koshimizu, S., Takahara, M., Iwami, M., Watanabe, Y., Sekimoto, H., Yano, K., Okamoto, T.
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Journal Title
Plant Cell Physiol.
Volume: 60
Issue: 4
Pages: 725-737
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Expression of Genes from Paternal Alleles in Rice Zygotes and Involvement of OsASGR-BBML1 in Initiation of Zygotic Developmen2021
Author(s)
Rahman MH, Toda E., Kobayashi M., Kudo T., Koshimizu S., Takahara M., Iwami M, Watanabe Y., Sekimoto H., Yano K., Okamoto T.
Organizer
第62回日本植物生理学会年会
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Invited
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[Presentation] An efficientDNA- and selectable-marker-free genome-editing system using zygotes in rice.2019
Author(s)
Toda E, Koiso N, Takebayashi A, Ichikawa M, Kiba T, Osakabe K, Osakabe Y, Sakakibara H, Kato N, Okamoto T.
Organizer
Vienna International Science Conferences and Events Association, Plant Genome Editing & Genome Engineering II
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Int'l Joint Research / Invited
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