2013 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25年度は、以下の３つのプロジェクトについて、おおむね順調な実験成果を得た。「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、変異を修復した正常型SRKを導入した形質転換体での自家不和合性表現型を調査したところ、本機構の回復は見られなかった。この結果は、内在性のSCR遺伝子の発現量に起因することを明らかにした。「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柱頭側認識因子(SUI1)について、それを導入した形質転換体を継続的に作出し、表現型が一側性不和合性を示すものを得ることできた。また、SUI1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、雌雄因子のセットとして比較解析できる基盤が整った。「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small RNAの網羅的解析について、低温ストレス応答のトランスクリプトーム比較の結果から、活性酸素種の異常活性化により酸化還元バランスの崩壊とタペートの異常肥大が起き、それが花粉不稔を導いている可能性が示唆され、引き続き詳細な解析を行っている。
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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
「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2つのプロジェクトに関して、それぞれ予定通りの発展的成果が得られた。特に、困難が予想されたSUI1の機能が証明できたことで、新規生殖隔離遺伝子が雌雄セットとして同定できたことは大きな進歩である。また、「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、期待された表現型が得られなかったが、原因が明らかになったため、次年度以降に改善が期待される。以上の理由から、全体として順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
シロイヌナズナでは、自家不和合性因子の崩壊過程について、同祖遺伝子との塩基配列および機能比較により、プロモーター領域およびコード領域に存在する変異と機能喪失の関連を調べる。アブラナでは、形質転換後代の解析と、雌雄因子セットの進化的解析を行う。イネの低分子RNA解析では、興味深い発現動態を示すターゲットを絞り、ゲノム・遺伝子相関因子に関する遺伝的・エピジェネティック的な制御メカニズムを調べる。三重大における花粉管伸長の表現型解析を加速するため、蛍光顕微鏡が必要である。また、進化的解析については、班友であるチューリッヒ大学の清水に協力していただく。
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[Journal Article] The LOSS OF APOMEIOSIS (LOA) locus in Hieracium praealtum can function independently of the associated large-scale repetitive chromosomal structure.2014
Author(s)
Kotani, Y., Henderson, S.T., Suzuki, G., Johnson, S.D., Okada, T., Siddons, H., Mukai, Y., Koltunow, A.M.G.
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 201
Pages: 973-981
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Localization of transgene-derived friabilins in rice endosperm cells.2014
Author(s)
Fujiwara, M., Suzuki, G., Kudo, D., Oba, H., Wada, Y., Wada, H., Wada, N., Rahman, S., Fukui, K., Mukai, Y.
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Journal Title
Plant Biotechnology
Volume: 31
Pages: 67-70
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Time-lapse imaging of self- and cross-pollinations in Brassica rapa.2013
Author(s)
Hiroi, K., Sone, M., Sakazono, S., Osaka, M., Masuko-Suzuki, H., Matsuda, T., Suzuki, G., Suwabe, K., Watanabe, M.
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Journal Title
Annals of Botany
Volume: 112
Pages: 115-122
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Involvement of MLPK pathway in intraspecies unilateral incompatibility regulated by a single locus with stigma and pollen factors.2013
Author(s)
Takada, Y., Sato, T., Suzuki, G., Shiba, H., Takayama, S., Watanabe, M.
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Journal Title
Genes Genomes Genetics (G3)
Volume: 3
Pages: 719-726
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cell type-specific transcriptome of Brassicaceae stigmatic papilla cells from a combination of laser microdissection and RNA sequencing.2013
Author(s)
Osaka, M., Matsuda, T., Sakazono, S., Masuko-Suzuki, H., Maeda, S., Sewaki, M., Sone, M., Takahashi, H., Nakazono, M., Iwano, M., Takayama, S., Shimizu, K.K., Yano, K., Lim, Y.P., Suzuki, G., Suwabe, K., Watanabe, M.
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 54
Pages: 1894-1906
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Demonstration in vivo of the role of Arabidopsis PLIM2 actin-binding proteins during pollination.2013
Author(s)
Sudo, K., Park, J.-I, Sakazono, S., Masuko-Suzuki, H., Osaka, M., Kawagishi, M., Fujita, K., Maruoka, M., Nanjo, H., Suzuki, G., Suwabe, K., Watanabe, M.
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Journal Title
Genes and Genetic Systems
Volume: 88
Pages: 279-287
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Cell type-specific transcriptome of Cruciferous stigmatic papilla cells from a combination of laser microdissection and RNA sequencing.2014
Author(s)
Osaka, M., Matsuda, T., Sakazono, S., Masuko-Suzuki, H., Maeda, S., Sewaki, M., Sone, M., Takahashi, H., Nakazono, M., Iwano, M., Takayama, S., Shimizu, K. K., Yano, K., Lim, Y.-P., Suzuki, G., Suwabe, K., Watanabe, M.
Organizer
Plant and Animal Genome XXII
Place of Presentation
サンディエゴ、USA
Year and Date
20140111-20140114
Invited
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[Presentation] Characterization of pollen behavior on self- and cross-pollination in Brassica rapa.2013
Author(s)
Sone, M., Hiroi, K., Sakazono, S., Osaka, M., Masuko-Suzuki, H., Matsuda, T., Suzuki, G., Suwabe, K., Watanabe, M
Organizer
Plant Biology 2013
Place of Presentation
プロビデンス、USA
Year and Date
20130720-20130724
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[Presentation] The Arabidopsis stigmatic cell transcriptome by LM-NGS.2013
Author(s)
Matsuda, T., Osaka, M., Sewaki, M., Sakasono, S., Suzuki, G., Watanabe, M., Suwabe, K.
Organizer
Plant Biology 2013
Place of Presentation
プロビデンス、USA
Year and Date
20130720-20130724
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[Presentation] Comprehensive analysis of the Arabidopsis stigmatic papilla cell transcriptome.2013
Author(s)
Matsuda, T., Osaka, M., Sakasono, S., Takahashi, H., Nakazono, M., Iwano, M., Takayama, S., Suzuki, G., Watanabe, M., Suwabe, K.
Organizer
24th International Conference on Arabidopsis Research (Arabidopsis 2013)
Place of Presentation
シドニー、オーストラリア
Year and Date
20130624-20130628
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[Presentation] Arabidopsis属植物における受粉前後の発現遺伝子の比較解析.
Author(s)
松田智貴, 大坂正明, 瀬脇みさと, 坂園聡美, 長坂香里, 曽根美佳子, 増子(鈴木)潤美, 岩野恵, 高山誠司, 矢野健太郎, 鈴木剛, 渡辺正夫, 諏訪部圭太
Organizer
第124回日本育種学会講演会
Place of Presentation
鹿児島
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[Presentation] モデル植物のオミクス情報を活用した遺伝子発現ネットワークの大規模な種間比較解析.
Author(s)
小林正明, 高野知之, 菊江佳世子, 鈴木貴之, 佐々木陽平, 寺島伸, 松村駿斗, 吉岡幸江, 森本恭子, 菅野真麻, 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124回日本育種学会講演会
Place of Presentation
鹿児島
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