2011 Fiscal Year Annual Research Report
同一種内異種ゲノムが引き起こすインセスト回避と生殖隔離の分子機構
| Project Area | Correlative gene system: establishing next-generation genetics |
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| Project/Area Number |
23113006
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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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| Research Institution | Osaka Kyoiku University |
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Principal Investigator |
鈴木 剛 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (10314444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
諏訪部 圭太 三重大学, 大学院・生物資源学研究科, 准教授 (50451612)
渡辺 正夫 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90240522)
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| Keywords | 遺伝学 / 高等植物 / インセスト回避 / 生殖隔離 / 低分子RNA / 雄性生殖器官 / 遺伝子機能 / 分子間相互作用 |
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| Research Abstract |
本研究組織では、アブラナ科植物の自家不和合性を人為的に制御し、インセスト回避に関わる分子機構を明らかにする。また、自家不和合性に関連した雌雄間の相互作用が同一種内で生殖隔離を生みだしている現象について、これを制御する遺伝子の機能と進化を調べることにより、「遺伝子機能の多様化」との関連を明らかにする。さらに、イネを用いて雄性生殖器官特異的低分子RNAを網羅的に解析することにより、「エピジェネティックな制御」による雌雄間での「ゲノム・遺伝子相関」に関わる分子の相互作用の理解を目指す。平成23年度は、以下の3つのプロジェクトについて、基盤となる実験を開始した。「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」については、ハプロタイプBにおいて、突然変異により機能喪失している内在SRKの特徴について調査し、コード領域内の突然変異を明らかにした。今後は、変異を修復した正常型SRKをハプロタイプBシロイヌナズナに遺伝子導入することで自家不和合性が復元するかを調査する。「同一種内異種ゲノムが引き起こす新規生殖隔離遺伝子の実態解明」に関しては、Brassica rapaの同一種内新規生殖隔離に関わると考えられる柱頭側認識因子(SUI)、花粉側認識因子(PUI)について、相補性試験のための形質転換体を作出した。来年度以降、表現型の調査を行う。発現解析の結果、SUIは柱頭特異的、PUIは菊特異的な発現を示すことが分かり、また、PUIはゲノム中に重複していること明らかになった。「雌雄ゲノム・遺伝子相関因子の網羅的解析」については、イネ葯の発達ステージを4ステージに区分し、15～30塩基長のRNAを単離し、次世代シーケンサーに供試した。その結果、繭において全部で約4千万個のRNA塩基配列情報を獲得した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」「同一種内異種ゲノムが引き起こす新規生殖隔離遺伝子の実態解明」「雌雄ゲノム・遺伝子相関因子の網羅的解析」の3つのプロジェクトに関して、それぞれ基盤となる実験を開始することができ、来年度に向けた研究基盤を作ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究として、「シロイヌナズナを用いたインセスト回避機構解明」については、変異を修復した正常型SRKをハプロタイプBシロイヌナズナに遺伝子導入することで自家不和合性が復元するかを調査する。「同一種内異種ゲノムが引き起こす新規生殖隔離遺伝子の実態解明」に関しては、形質転換体の表現型調査を行い、高感度マッピングを行うとともに、様々なB.rapa系統を用いた多型解析を行い、遺伝子進化を考察する。「雌雄ゲノム・遺伝子相関因子の網羅的解析」については、得られた塩基配列情報をバイオインフォマティックス解析し、雌雄ゲノム・遺伝子相関因子のエピジェネティック制御に関する情報基盤を構築する。
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Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Auxin depletion in barley plants under high temperature conditions represses DNA proliferation in organelles and nuclei via transcriptional alterations2011
Author(s)
Oshino, T., Miura, S., Kikuchi, S., Hamada, K., Yano, K., Watanabe, M., Higashitani, A.
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Journal Title
Plant Cell Environ
Volume: 34
Pages: 284-290
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] CPD photolyase repairs ultraviolet-B-induced CPDs in rice chloroplast and mitochondorial DNA2011
Author(s)
Takahashi, M., Teranishi, M., Ishida, H., Kawasaki, J., Takeuchi, A., Yamaya, T., Watanabe, M., Makino, A., Hidema, J.
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Journal Title
Plant J
Volume: 66
Pages: 433-442
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Coexistence of NtCENH3 and two retrotransposons in tobacco centromeres2011
Author(s)
Nagaki, K., Shibata, F., Suzuki, G., Kanatani, A., Ozaki, S., Hironaka, A., Kashihara, K., Murata, M.
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Journal Title
Chromosome Res
Volume: 19
Pages: 591-605
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Chromosomes carrying meiotic avoidance loci in three apomictic eudicot Hieracium subgenus Pilosella species share structural features with two monocot apomicts2011
Author(s)
Okada, T., Ito, K., Johnson, S.D., Oelkers, K., Suzuki, G., Houben, A., Mukai, Y., Koltunow, A.M.G.
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Journal Title
Plant Physiol
Volume: 157
Pages: 1327-1341
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Transgenic rice plants harboring the grain hardness-locus region of Aegilops tauschii2011
Author(s)
Suzuki, G., Wada, H., Goto, H., Nakano, A., Oba, H., Deno, T., Rahman, S., Mukai, Y.
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Journal Title
Plant Cell Rep
Volume: 30
Pages: 2293-2301
DOI
Peer Reviewed
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