2018 Fiscal Year Annual Research Report
植物生殖における雌雄自他認識機構の分子メカニズム解明
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16H05066
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
諏訪部 圭太 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (50451612)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加賀谷 安章 三重大学, 地域イノベーション推進機構, 准教授 (20335152)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 遺伝学 / 植物生殖 / 花粉認識機構 / 受粉 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物生殖における細胞間相互作用分子メカニズムを解明するために、アブラナ科植物の花粉・雌しべ間の自他認識機構「自家不和合性」に焦点を絞り、人工逆進化型自家不和合性シロイヌナズナや各種変異体を基盤とする正・逆遺伝解析によって、雌雄自他認識以降のシステムに関わる因子（遺伝子）を見つけ出す。それら因子の機能と役割を種々の解析により明らかにすることで、「自他認識以降のシグナル伝達システムはどのようなものか？」、「花粉拒絶するための機構はどのような分子メカニズムか？」を解明することを目的としている。
今年度は、昨年度見出した受粉に影響を及ぼす4種の候補遺伝子について、ゲノム編集によるノックアウト変異体をそれぞれ複数個体作成し、受粉時の自己花粉の受け入れや受粉反応の阻害・遅延が当該遺伝子の変異による結果であることのさらなる確証データを得た。また、これら候補遺伝子のうち、細胞間情報認識の直接因子であると予想されるものについて、その受容体因子のY2Hスクリーニングを行い、受容体因子候補リストを作成するとともに、それら2因子間の相互作用を直接的に検証するための生化学実験系を確立した。
自家不和合性シロイヌナズナと在来エコタイプ間の正遺伝解析については、F2集団における遺伝解析をさらに進め、自殖化の原因となる候補遺伝子の存在する染色体領域とその領域に座乗する遺伝子を特定した。その遺伝子群のうち、候補となる変異を有する遺伝子群を選抜リスト化した。
また、進化と自家不和合性の関連性について明らかにするために、アブラナ科複二倍体種における自家不和合性崩壊に関するゲノム解析を行い、二倍体親種間の自然交雑後に生じた雄性自家不和合性因子の変異がその原因であることを明らかにした。
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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
それぞれ植物サンプルが異なるものの、正・逆遺伝学両アプローチともに計画に沿った研究を進めることができている。また、当初計画にはなかった進化的な側面からの研究アプローチへも発展展開することができ、研究全体としては順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の最終年度に向けて、それぞれのテーマを完結させるとともに、論文発表や学会発表として成果をまとめることを目指す。
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[Journal Article] Abscisic acid-mediated developmental flexibility of stigmatic papillae in response to ambient humidity in Arabidopsis thaliana.2018
Author(s)
Takeda, S., Ochiai, K., Egusa, W., Morimoto, H., Sakazono, S., Osaka, M., Nabemoto, M., Kagaya, Y., Suzuki, G., Watanabe, M., and Suwabe, K.
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Journal Title
Genes & Genetic Systems
Volume: 93
Pages: 209-220
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Developmental flexibility of stigmatic papilla cell in response to abiotic stress in Arabidopsis thaliana.2019
Author(s)
Egusa, W., Takada, M., Takeda, S., Ochiai, K., Sakazono, S., Osaka, M., Kagaya, Y., Suzuki, G., Watanabe, M. and Suwabe, K.
Organizer
Plant and Animal Genome XXVII
Int'l Joint Research
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[Presentation] Pollen hydration mechanism on pollination in Arabidopsis thaliana.2019
Author(s)
Ota, T., Mizoguchi, Y., Ando, M., Kagaya, Y., Suzuki, G., Watanabe, M. and Suwabe, K.
Organizer
Plant and Animal Genome XXVII
Int'l Joint Research
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[Presentation] Morphological aspect and molecular mechanism of pollen hydration on pollination in Arabidopsis thaliana.2018
Author(s)
Ota, T., Mizoguchi, Y., Ando, M., Kagaya, Y., Suzuki, G., Watanabe, M. and Suwabe, K.
Organizer
International Plant Molecular Biology 2018
Int'l Joint Research
