アブラナ科種間キメラを用いたミトコンドリア、葉緑体ゲノムの改変

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12660004
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 平田 豊 東京農工大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (50113866)
• Keywords: 細胞質雄性不稔 / アブラナ科 / 合成キメラ / orf138 / ヘテロプラズミー / 属間細胞融合 / オグラ細胞質 / 遺伝子分化

Research Abstract

本年の目標は(1)ミトコンドリアの雄性不稔指標遺伝子であるorf138遺伝子近傍の関連分子の配列を決める。また、関連アブラナ科における分化過程のorf138の分布、分化を調べる。(2)回復系遺伝子を持つ他で得られているRf系統を交配したF1から、回復に関する遺伝子構造を決める。(3)また可能である限り、葉緑体の雄性不稔関連遺構造、使用遺伝子を見いだす。そして、これらの成果を国際学会や雑誌で報告する。ことであった。
その結果、Orf138とその3'側へ配列を1Kbのばし左結果、種間キメラで得られた細胞質雄性不稔系統は3つの分子種を持ち、雄性不稔の発現と常に関連するorf138を持つ雄性不稔型ゲノム種は、これをメインとして、それ以外に2つのサブ分子を1/1000程度持ち、やはりヘテロプラズミー状態にあることが分かった。塩基配列では99パーセント以上、ダイコンのオグラ型と一致し、基本的にオグラ型であることも明らかとなった。
さらに、頃に基づき、アブラナ科分類群でのorf138の存在を追跡した結果、少なくともアブラナ属、それと関係のない属の栽培種や野生種の探索から、数種の中にその存在が確認された。こうしたことから、ミトコンドリアのヘテロプラズミーの存在と分子シフトが証明された。また、正常ダイコンとキャベツの細胞融合より、キメラと全く同様なキャベツ型雄性不稔が見いだされ、これらのヘテロプラズミーが制御可能であることが示され、論文として公表された。
しかし、ミトコンドリアと同様なRFLPを示す、葉緑体もアブラナでのマップや遺伝子がほとんどないため、ミトコンドリアでの結果に至るほど明確なヘテロプラズミーの証明がなされなかった。
これは今後の遺伝子やゲノムのマップ作成と合わせてさらに解析できるものと期待される。これらので成果は、国内外の学会発表、論文として公表されている。

Research Products

• [Publications] Nozawa, GT, Y irata: "Syntesis and utilization of in vitro artificially synthesized chimera in Brassica"Proceedings of International Congress of Plant Propagation. 5 (In press). (2003)
• [Publications] Hirata Y., Q.Xiao: "Cell to cell interactions in interactions in artificial intergeneric chimeras between radish and red cabbage"Acta Horticultiutae. 153 (In press). (2003)
• [Publications] Zhou., Y.irata, Ill-Sup Nou, H.Shiotani, T.Ito: "Interaction between different genotypic tissues in citrus chimera"Acta Horticultiutae. 153 (In press). (2003)
• [Publications] 肖秋濱, 陳 莉平, 保木祐樹, 栗田樹, 野口貴, 茂木岳, 平田豊: "ダイコンとキャベツとの属間キメラの栄養繁殖世代で認められた新しいタイプの出現とその特料"育種研究. 4. 59-66 (2002)
• [Publications] Zhou, J., Y.Hirata, Ill-Sup Nou, H.Shiotani: "Interaction between different genotipiv tissues in citrus graft chimeras"Euphytica. 126. 355-364 (2002)
• [Publications] H-T Kin, D-Y Shin, H-S Hwang, J-Hwang, Y-U Shin, Y.Hirata, Ill-S.: "Determination of S-genotype of Korean-bred Pyrus purifolia atrains based on PCR-RFLP"J.Korean Hort.Sci.. 43. 113-119 (2002)
• [Publications] Motegi, T., Y.Hirata, A/ Kannno, T.Kameya: "Obtaining and ogura-type CMS line from asymmetrical protoplast fusion between cabbage (fertile) and radish (fertile)"Euphytica. 142. 441-451 (2003)
• [Publications] Thanh, V.C., Hirata, Y.: "Seed storage protein diversity of three rice species in the Mekong Delta. 4 : 59-67. (2002)"Biosphere Conservation. 4. 59-77 (2003)
• [Publications] Thanh V.C., Hirata.Y.: "Seed storage protein diversity of three rice species in the Mekong Delta.Biosphere Conservation"Biosphere Conservation. 5(in press). (2003)
• [Publications] Thanh, V.C., Nguyen, T.N., Hirata Y., Thuong, N.V.: "Characterization of antenna protein diversity of prawn (Macrobrachiurn) in the Mekong Delta River"Biosphere Conservation. 5(in press). (2003)
• [Publications] Thanh, V.C., Trang, Dai T.X., Liu S.S., Y.Hirata: "Evaluation by screening of 7S in soybean β-subunit deficiency and its inheritance on genetic resource of soybean (Glycine max.L.)Biosphere Conservation (in press) (2003)"Biosphere Conservation. 5(in press). (2003)
• [Publications] Hirata, Y.: "Molecukar mechanism of graft transfprmation in red pepper (Capsicum annuum L.)"Acta Hort.. 5(in press). (2003)
• [Publications] H-T Kin, D-Y Shin, H-S Hwang, J-Hwang, Y-U Shin, Y.Hirata, Ill-S.: "Mol.Cells"Determination of S-genotypes of pear (Pyrus pulifolia) cultivars by S-RNase sequensing and PCR-RFLP. (2002)
• [Publications] Y.Hirata, T.Motegi, Y.Hogi, S.Kurita: "Acta Hort.Mol."Induction mechanism of cytopasmoic male sterility by artificial chimera synthesis in Brassica (In press). (2003)