ヒルガオ科における胞子体型自家不和合性遺伝子座の分子的解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11238203
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 神山 康夫 三重大学, 生物資源学部, 教授 (80024579)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土屋 亨 三重大学, 生物資源学部, 助手 (30293806) ; 掛田 克行 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (50221867)
• Keywords: 自家不和合性 / S遺伝子座 / BACライブラリー / ゲノム解析 / サツマイモ野生種 / 分子遺伝学

Research Abstract

ヒルガオ科植物は胞子体型自家不和合性を有しており,この自家不和合性は1遺伝子座(S遺伝子座)の複対立遺伝子によって支配されている.本研究では,サツマイモ野生種における胞子体型自家不和合性の分子的機構を解明することを目的として,自家不和合性遺伝子座(S遺伝子座)を中心とするゲノムDNA領域の塩基配列の解析を中心とする研究を行っている.昨年度までに,S遺伝子座を含むAFLPマーカーの連鎖地図が作成され,S遺伝子座領域をカバーする全長約300kbのBACコンティグが得られている.本年度はこの約300kbについて,ショットガン法により全塩基配列の解析を行った.解読された塩基配列データに基づいて,GeneScanによる解析から45個のORFの存在が推定された.さらに遺伝子の発現解析を行った結果,この300kbのS遺伝子座領域には少なくとも28個の遺伝子が発現していると推定された.このうち,4個の遺伝子は雌蕊の柱頭で特異的に発現しており,5個の遺伝子は花粉を含む葯で特異的に発現していることが明らかになり,これらは生殖器官特異的遺伝子であることが明らかになった.今回新たに見出されたこれら生殖器官特異的遺伝子は,有力な自家不和合性遺伝子候補と考えられるが,データベース検索において相同性の高い遺伝子がヒットしていないことから,これらは新規の遺伝子である可能性が高いことを示唆している.今後これらの候補遺伝子について,cDNAクローンの解析によりS遺伝子型間の多型性を調査する予定である.さらに今年度は,サツマイモ野生種における外来遺伝子の導入法について検討した結果,Embryogenic callusのアグロバクテリウム感染法により形質転換体が得られることを明らかにした.この研究成果に基づいて,今後RNAiなどの形質転換実験から生殖器官特異的遺伝子の機能を明らかにする予定である.

Research Products

• [Publications] Kondo, K.: "Cultivated tomato has defects in both S-RNase and HT genes required for stylar function of self-incompatibility"The Plant Journal. 29(5). 627-636 (2002)
• [Publications] Kondo, K.: "Insights into the evolution of self-compatibility in Lycopersicon from a study of stylar factors"The Plant Journal. 30(2). 143-153 (2002)
• [Publications] O'Brien, M.: "Molecular analysis of the stylar-expressed Solanum chachoense small asparagine-rich protein family related to the HT modifier"The Plant Journal. 32(6). 985-996 (2002)
• [Publications] Kowyama, Y.: "Evolutionary aspect of self-incompatibility in the genus Lycopersicon"Abstract of 18th International Congress on Sexual Plant Reproduction. 81 (2002)
• [Publications] Tsuchiya, T.: "Sexual reproductive organ-specific genes : Surveying with cDNA microarray"Abstract of the 8th International Congress of Ecology. 58 (2002)
• [Publications] 掛田克行: "Agrobacteriumによるサツマイモ野生二倍体種の形質転換"育種学研究. 4(1)(印刷中). (2003)