花粉劣性を示すアブラナ類の花粉側S決定因子のポストゲノム解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14014232
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 柴 博史 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (20294283)
• Keywords: 自家不和合性 / 優劣性 / S-locus protein 11(SP11) / CpG methylation

Research Abstract

アブラナ科植物の自家不和合性では100以上ものSハプロタイプが存在すると言われているが、その中には2つのハプロタイプ間で優劣の関係が生じる場合がある。これまでの研究で花粉の優劣性では劣性を示すSハプロタイプの花粉側S決定因子SP11が優性を示すSハプロタイプとのヘテロ体でその発現が抑制され、その結果、優劣性が決まることを明らかにしてきたが、どのようにして劣性型SP11の発現が抑制されるのか不明である。本研究では劣性型SP11の発現抑制機構の解明を目的としている。
劣性型SP11の転写抑制機構の解析
SP11の転写抑制がDNAメチル化等のゲノムの構造変化を伴うものであるかどうか調べるため、劣性ホモあるいは優性/劣性ヘテロ体の葉、花弁、柱頭、成熟花粉および葯組織からゲノムDNAを抽出し、劣性SP11のプロモーターおよび構造遺伝子領域のメチル化の有無をbisulfate法で調べた。その結果、劣性ホモあるいは優性/劣性ヘテロの各組織におけるCpGメチル化は観察されなかった。しかし局所的なメチル化の可能性も考えられるため、現在、SP11の発現がみられる葯タペート組織のみを回収して同様の実験を進めている。またプロモーター配列の違いが転写因子等の結合に影響を与え、優性/劣性ヘテロ体では拮抗的に劣性系統のSP11プロモーター領域の発現が抑制されている可能性が考えられたため、劣性5系統からSP11遺伝子のプロモーター領域を単離して比較した。その結果、開始コドン上流約200bpでは80〜90%と高い相同性を示し、配列中には葯特異的なモチーフ配列も見出されたが、優性系統のSP11のプロモーター配列との相同性は認められなかった。またレポーター遺伝子を用いたトランジェントアッセイを行い、開始コドン上流約500bpのプロモーター配列が発現様式を決定する領域であることを明らかにした。今後、発現抑制に関わる領域の絞り込みに着手する予定である。

Research Products

• [Publications] Hiroshi Shiba: "The Dominance of Alleles Controlling Self-Incompatibility in Brassica Pollen Is Regulated at the RNA Level"Plant Cell. 14・2. 491-504 (2002)
• [Publications] Hiroshi Shiba: "Genomic organization of the S locus region of the Brassica"Biosci. Biotech. Biochem.. 67・3. 622-626 (2003)
• [Publications] Kakizaki: "Linear dominant recessive relationship among four class-II S haplotypes in pollen is determined by the expression of SP11 in Brassica self-incompatibility"Plnat Cell Physiol.. 44. 70-75 (2003)