2016 Fiscal Year Annual Research Report
アブラナ科植物における自家和合性変異体を用いた新規Ｓ下流因子の単離と解析
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16J01836
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
辺本 萌 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2018-03-31
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| Keywords | アブラナ科植物 / 自家不和合性 / 遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アブラナ科植物の自家不和合性(Self-incompatibility; SI)は，雌しべが自己花粉と非自己花粉を識別し，自己花粉との受精を回避する機構であり，多くの植物種において一遺伝子座S複対立遺伝子系により制御されていることが明らかとなっている．この自他認識因子の同定以降，SI研究領域における世界的な興味は自他認識以降で働く新規S下流因子の単離にシフトしているが，これまでに下流因子として単離された因子は数個のみであり，SI機構の全貌は未だ不明である．申請者は，既知因子以外の因子に変異が生じて和合化(Self-compatibility; SC)したと考えられているTSC4・TSC28系統の解析を行い，新規の自家不和合性に関わる因子の同定を目指している．
原因遺伝子を１つに絞って解析を進めているTSC28系統については，候補遺伝子が自家不和合性に関係する因子かどうかを証明するための形質転換体の作出を目指し，RNAiベクターを作成しアグロバクテリウム法による形質転換体の作出を行なった．しかし形質転換実験系の不安定さが原因で，昨年度中に形質転換個体を得ることはできなかったため，安定した実験系獲得のための条件検討を行った．TSC4系統については，これまでの研究から候補領域がいくつか示されているが候補遺伝子の特定にまで至っていない状況であった．野生型（SI系統）とのF2分離集団の交配結果や発現量解析から，既知因子以外の変異であると考えられてきたが，複数回の交配とQTL解析によってS遺伝子座の変異である可能性も否めないでいた．したがってRAD-seq解析を行い，QTLマッピングを行ったところS遺伝子が座乗する第７染色体上に高いピークが検出され，S遺伝子に変異が生じて和合化していることが強く示唆される結果を得ることができた．
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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
遺伝背景の異なる自家和合変異系統2系統のうち，候補遺伝子を１つに絞っているTSC28系統については形質転換体の作出が遅れているが，近々作出・解析可能だと見込める状況にある．またTSC4系統については，次世代シークエンサーとの組み合わせによるRAD-seq法を行うことにより，S遺伝子座そのものの変異の可能性を見出した．これらに加え，共同研究を行なっている遺伝子解析について論文として発表できたことから，順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
TSC28系統については，形質転換体の作出次第，qRT-PCRによる候補遺伝子の発現量解析，花粉管侵入観察による表現型調査を行う．並行して，候補遺伝子の局在解析・プロモーター解析，候補遺伝子産物が既知SI下流因子と相互作用するかどうか，生化学的実験を行うことにより解明していく．TSC4系統については，S遺伝子座の変異領域をGenome-seq解析によって特定し，その変異によってどの程度発現量が変動し，自家不和合性機構に影響を及ぼしているのかを明らかにする．
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