サツマイモ野生種における自家不和合性遺伝子座の分子遺伝学的全貌解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13460003
• 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, 生命科学研究支援センター, 助教授 (30293806) ; 掛田 克行 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (50221867)
• Keywords: サツマイモ野生種 / 自家不和合性 / ゲノム解析 / 分子遺伝学 / S遺伝子座

Research Abstract

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、本研究では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領域の解析を行ってきた.今までに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,ショットガン法により全塩基配列の解析が行われた.その結果,このゲノム領域には、(1)5個のトランスポゾン様配列の挿入があること,(2)多くの反復配列があること,(3)43個のORFの存在が推定されたこと,(4)遺伝的組換えが顕著に抑制されていること,(5)アブラナ科やナス科で明らかにされている自家不和合性遺伝子と類似の遺伝子は存在しないこと,等の特徴が明らかになった.遺伝子の発現解析を行った結果,このS遺伝子座領域では少なくとも28個の遺伝子が発現していることが明らかになり,このうち,5個の遺伝子は雌蕊の柱頭で特異的に発現しており,4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示され,これらは生殖器官特異的遺伝子であると推定された.またこれらの遺伝子に対応するcDNAクローンの塩基配列の解析から、データベース検索において相同性の高い遺伝子は見出されなかった.これら生殖器官特異的発現遺伝子は,有力な自家不和合性遺伝子候補と考えられることから,今後S遺伝子型間の多型性を調査するとともに,RNAiコンストラクトなどの形質転換実験から,自家不和合性反応におけるこれらの遺伝子の機能とサツマイモ野生種における自家不和合性機構が明らかにされる.

Research Products

• [Publications] Tomita, R.N.: "Genetic mapping of AFLP/AMF-derived DNA markers in the vicinity of the self-incompatibility locus in Ipomoea trifida."Sexual Plant Reproduction. 16. 265-272 (2004)
• [Publications] Tomita, R.N.: "Molecular characterization of a 313-kb genomic region containing the self-incompatibility locus of Ipomoea trifida, a diploid ralative of sweet potato."Breeding Science. 54(印刷中). (2004)
• [Publications] Kowyama, Y.: "Map-based cloning of S-locus genes in a wild diploid species of sweet potato, Ipomoea trifida."Abstract of the 7th International Congress of Plant Molecular Biology. 434 (2003)
• [Publications] O'Brien, M.: "The Solanum chacoense HT modifier of gametophytic self-incompatibility works through delayed abscission of the floral organs."Abstract of the 7th International Congress of Plant Molecular Biology. 435 (2003)
• [Publications] Kakeda, K.: "Two-locus self-incompatibility in wild barley, Hordeum bulbosum."Abstract of International Symposium on Plant Self-incompatibility. 17 (2003)
• [Publications] Tsuchiya, T.: "Molecular analysis of the S-locus region of Ipomoea trifida."Abstract of International Symposium on Plant Self-incompatibility. 19 (2003)
• [Publications] 日向康吉: "植物育種学各論"文永堂. 330 (2003)