2012 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 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, 生物資源学研究科, 准教授 (50451612)
渡辺 正夫 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90240522)
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| Project Period (FY) |
2011-07-25 – 2016-03-31
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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24年度は、以下の３つのプロジェクトについて、基盤となる実験成果を得た。「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、SRK遺伝子に変異が見られるハプロタイプBについて、自家不和合性が復元するかを調査するために、変異を修復した正常型SRKのコンストラクトを作成した。さらに、それをシロイヌナズナに遺伝子導入して形質転換体を得た。「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花粉側認識因子(PUI1)について、形質転換体の表現型調査とバイオアッセイの結果、一側性不和合性としての機能を有していることが証明できた。また、PUI1の進化解析のために様々な系統から遺伝子を単離して配列を決定した。「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small RNAの網羅的解析について、低温ストレス応答に関連して、耐冷性弱の「ササニシキ」と耐冷性強の「ひとめぼれ」のトランスクリプトーム比較を、次世代シークエンサー解析により行い、miRNAの発現量について明確な違いを見いだした。
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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、それぞれ予定通りの基盤的成果が得られ、次年度に繋がると考えられるため。特にPUI1の機能が証明できたのは、今後の研究遂行のキーポイントとなる。
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| Strategy for Future Research Activity |
シロイヌナズナではハプロタイプBの変異を修復したSRKを導入した形質転換体について、表現型を詳細に調べ、遺伝子発現との関連も明らかにする。Brassica rapaの柱頭側認識因子SUI1については、形質転換により機能を明らかにし、配列比較により分子進化を議論する。イネmiRNAでは、ターゲット遺伝子を含め、ストレス応答に関連した相関因子の情報基盤を構築していく。以上の異なるプロジェクトについて、バランス良く必要な労力を効率良く配分して研究を推進する。表現型の花粉管伸長を調べる段階が重要となっているため、顕微鏡設備を整える必要がある。
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Research Products
(34 results)
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[Journal Article] Cellular localization of mitotic RAD21 with repetitive amino acid motifs in Allium cepa.2013
Author(s)
Suzuki, G., Nishiuchi, C., Tsuru, A., Kako, E., Li, J., Yamamoto, M., Mukai, Y.
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Journal Title
Gene
Volume: 514
Pages: 75-81
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Microstructure of a Brassica rapa genome segment homoeologous to the resistance gene cluster on Arabidopsis chromosome 4.2012
Author(s)
Suwabe, K., Suzuki, G., Nunome, T., Hatakeyama, K., Mukai, Y., Fukuoka, H., Matsumoto, S.
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Journal Title
Breeding Science
Volume: 62
Pages: 170-177
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Random BAC FISH of monocot plants reveals differential distribution of repetitive DNA elements in small and large chromosome species.2012
Author(s)
Suzuki,G., Ogaki, Y., Hokimoto, N., Xiao, L., Kikuchi-Taura, A., Harada, C., Okayama, R., Tsuru, A., Onishi, M., Saito, N., Do, G.S., Lee, S.H., Ito, T., Kanno, A., Yamamoto, M., Mukai, Y.
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Journal Title
Plant Cell Report
Volume: 31
Pages: 621-628
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Chromosomal organization and sequence diversity of genes encoding lachrymatory factor synthase in Allium cepa L.2012
Author(s)
Masamura, N., McCallum, J., Khrustaleva, L., Kenel, F., Pither-Joyce, M., Shono, J., Suzuki,G., Mukai, Y., Yamauchi, N., Shigyo, M.
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Journal Title
Genes Genomes Genetics (G3)
Volume: 2
Pages: 643-651
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] OryzaExpress for rice omics information resources -a new statistical method for gene expression network analysis-.2012
Author(s)
Yano, K., Tsuchida, H., Yokoyama, K., Chiba, H., Tada, Y., Mochizuki, T., Suwabe, K., Shimizu, A., Watanabe, M., Matsuoka, M., Kurata, N.
Organizer
10th International Symposium on Rice Functional Genomics
Place of Presentation
チェンマイ、タイ
Year and Date
20121126-20121129
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[Presentation] Beware of a gene contributing to the Green Revolution in global climate change - Gibberellin signaling is essential to sustain pollen formation under lower temperature conditions in rice plant -2012
Author(s)
Sakata, T., Tsunaga, Y., Oda, S., Kawagishi-Kobayashi, M., Aya, K., Watanabe, M., Matsuoka, M., Higashitani, A.
Organizer
10th International Congress on Plant Molecular Biology
Place of Presentation
チェジュ、韓国
Year and Date
20121021-20121026
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[Presentation] Trade-off between spikelet number and cool temperature tolerance in rice Oryza sativa L.2012
Author(s)
Oda, S., Tsunaga, Y., Sakata, T., Fujioka, T., Suwabe, K., Watanabe, M., Nagano, K., Higashitani, A.
Organizer
10th International Congress on Plant Molecular Biology
Place of Presentation
チェジュ、韓国
Year and Date
20121021-20121026
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[Presentation] アブラナ科植物における乳頭細胞特異的発現遺伝子群の情報基盤構築.
Author(s)
大坂正明, 松田智貴, 藤岡智明, 坂園聡美, 高橋宏和, 中園幹夫, 岩野恵, 高山誠司, Yong Pyo Lim, 鈴木剛, 訪部圭太, 渡辺正夫
Organizer
第122回日本育種学会講演会
Place of Presentation
京都
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[Presentation] High-throughput sequencing of small RNAs and comparative analysis between two rice cultivars different of cool temperature stress tolerance.
Author(s)
Maeda, S., Sakazono, S., Yano, K., Yamamura, K., Suzuki, H., Fujioka, T., Nagano, K., Endo, T., Saeki, K., Makino, A., Terauchi, R., Suzuki, G., Suwabe K., Watanabe, M.
Organizer
Plant and Animal Genome XXI
Place of Presentation
サンディエゴ、USA
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[Presentation] Transcriptome analysis of the Arabidopsis papilla cell by a combination of laser microdissection and next generation sequencer.
Author(s)
Matsuda, T., Osaka, M. Nagasaka, K., Sakazono, S., Takahashi, H., Nakazono, M., Iwano, M., Takayama, S., Lim, Y.P., Suzuki, G., Watanabe, M., Suwabe, K.
Organizer
Plant and Animal Genome XXI
Place of Presentation
サンディエゴ、USA
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[Presentation] Arabidopsis属植物における乳頭細胞の単離法及び遺伝子情報基盤の構築
Author(s)
松田智貴, 大坂正明, 長坂香里, 坂園聡美, 高橋宏和, 中園幹生, 岩野恵, 高山誠司, Yong Pyo Lim, 鈴木剛, 渡辺正夫, 諏訪部圭太
Organizer
第20回日本育種学会中部地区談話会
Place of Presentation
名古屋
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[Presentation] 耐冷性の異なるイネ品種間の葯におけるmiRNA発現プロファイルの比較
Author(s)
前田隼輔, 坂園聡美, 矢野健太郎, 山村香織, 鈴木(増子)潤美, 藤岡智明, 永野邦明, 遠藤貴司, 佐伯研一, 牧野周, 寺内良平, 鈴木剛, 諏訪部圭太, 渡辺正夫
Organizer
第123回日本育種学会講演会
Place of Presentation
東京
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[Presentation] イネ品種ひとめぼれの穂ばらみ期耐冷性に関する遺伝解析と遺伝子探索
Author(s)
山村香織, 坂園聡美, 前田隼輔, 藤岡智明, 鈴木(増子)潤美, 永野邦明, 遠藤貴司, 佐伯研一, 寺内良平, 矢野健太郎, 鈴木剛, 諏訪部圭太, 渡辺正夫
Organizer
第123回日本育種学会講演会
Place of Presentation
東京
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[Presentation] モデル植物の遺伝子発現ネットワーク情報を活用した大規模な種間比較解析
Author(s)
小林正明, 朽木大器, 原田清令, 土田博子, 菊江佳世子, 五十嵐香理, 鈴木貴之, 佐々木陽平, 高野知之, 横山幸治, 吉田有希, 千葉洋, 多田欣史, 清水顕史, 安益公一郎, 松岡信, 渡辺正夫, 諏訪部圭太, 矢野健太郎
Organizer
第123回日本育種学会講演会
Place of Presentation
東京
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