2020 Fiscal Year Annual Research Report
| 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 |
16H06465
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
東山 哲也 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (00313205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金岡 雅浩 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10467277)
Bode Jeffrey 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 客員教授 (90727900)
吉田 大和 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80785444)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 受精 / 花粉管 / 種間障壁 / リガンド・レセプター / ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の受精過程には、2 つの主要な種間障壁(2 セットの重要な鍵と鍵穴)が存在することが示唆されている。我々は、そのうちの一つ、受精のために分泌される花粉管誘引物質LUREペプチド」を発見した。異種植物のLURE 遺伝子を導入することにより、種の壁を大きく打破できる。興味深いことに、予備的な実験から70 アミノ酸からなるペプチドを、ダウンサイズすることに成功した。この人工合成ペプチド(鍵)に加え、LURE の感知に必要なレセプター(鍵穴)同定の成果や、雌組織から分泌されて花粉管のLURE シグナリング経路を活性化する糖分子AMORの発見を基盤に、種特異性の制御を試みる。残された主要な障壁は、花粉管から精細胞を放出させるステップにある。この分子の同定と制御、さらにはゲノム倍化を極めて効率良く行う分子の開発により、種間障壁の理解と制御を達成する。
今年度、KAHAライゲーションによるトレニアLUREの有機化学合成およびドメインスワップについて成果を発表した。また、シロイヌナズナのLURE1および、類似のLURE-typeの誘引ペプチド、LURE1受容体PRK6の経路が、培地上での花粉管誘引の主要な経路であることを発表した。2光子顕微鏡法によりin vivoにおける種特異的な誘引を担うステップについても示すことができた。精細胞放出のステップについては、種認証に最も寄与する受容体を明らかにしたので、今後カルシウム動態を指標にさらにシグナリング分子を解明していく。人為的な異質倍数体の作出については、新たに解析に適したモデル植物を見出すことができ、今後の研究への貢献が期待される。
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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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