2021 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of cell fate and fertility determination of pollen sperm cells by single-cell tracking
| Project Area | Remodeling Plant Reproduction System by Cell Fate Manipulations. |
|---|
| Project/Area Number |
20H05779
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
水多 陽子 名古屋大学, 高等研究院(WPI), 特任助教 (70645142)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
|
| Keywords | 花粉 / イメージング / 一過的遺伝子導入 / 植物 / 生殖 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
被子植物のオスの配偶体は花粉と呼ばれ、花粉の内部にはオスの配偶子である精細胞が含まれる。精細胞は花粉から発芽した花粉管の内部を通って、花の奥深くにあるメスの配偶子である卵細胞まで運ばれ、受精し種子が作られる。すなわち花粉形成や機能、受精能獲得のメカニズムを知ることは、被子植物の生殖を知る上で重要である。また、受精や種子生産のメカニズムを知ることは、育種や作物生産など、農業分野にも重要である。本年度は、昨年度整備した蛍光タンパク質による花粉やめしべのマーカーラインを用い、長時間のライブイメージングを中心に研究を行なった。倒立型蛍光顕微鏡、または共焦点顕微鏡を用いて花粉や花粉管の発生と受精過程をライブイメージングし、詳細なデータを得た。次に、花粉への一過的な遺伝子導入をおこない、その発生・成長過程を観察、コントロールとの比較をおこなった。それにより、遺伝子機能や表現型に与える影響などを評価した。その結果、花粉の発生や受精能に影響を与えると考えられる遺伝子が複数示唆された。また、次世代シークエンサーを用いて、各ステージの花粉の網羅的な遺伝子発現解析を行なった。少量の花粉からの核酸抽出法を確立することにより、花粉の発生や受精に関する遺伝子の発現解析や機能解析を行うための基盤が整った。本研究の成果の一部である花粉への一過的な遺伝子導入については、第38回日本植物バイオテクノロジー学会と日本植物学会第85回大会にて発表した。また、年3回の班会議にて発表と情報共有を行い、領域内の連携や協力も積極的におこなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度も新型コロナの影響による機器や試薬の調達遅れが一部発生したが、イメージングを中心とした実験は概ね計画通りに進展した。各種マーカーラインや、遺伝子導入のためのプラスミド構築についても概ね準備が整い、再現性良く効率的に実験を進める体制が整った。一方、遺伝子発現解析については得られるデータが膨大であり、かつ参照配列の問題点などから時間を要した。また、1細胞を対象とした解析についても、手技や正確性が必要となるため想定より時間を要した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、イメージングと解析を継続しておこなう。得られる画像が膨大となるため、今後は高度な画像解析も並行して進める予定である。また前年度、一過的な遺伝子導入において表現型への影響が示唆された遺伝子について、さらに詳細な解析をおこなう。また、網羅的な遺伝子発現解析については、データベースを構築するとともに、標的とする遺伝子や細胞の発現解析も複数回おこない、発生や受精能に与える影響を調査する予定である。これらの成果は、本年度中にまとめて発表する予定である。
|
-
-
-
-
-
[Presentation] イネにおける成長相転換とジベレリン生合成の時空間的解析2021
Author(s)
新美陽子, 永井啓祐, 保浦徳昇, 水多陽子, 竹林裕美子, 小嶋美紀子, 榊原均, 島谷善平, 寺田理枝, 辻寛之, 芦苅基行
Organizer
日本育種学会第140回講演会
-
-
-
-
-
