Characterization of interspecific cross incompatibility in the genus Prunus

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K19265
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 赤木 剛士 京都大学, 農学研究科, 助教 (50611919)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北村 祐人 和歌山県農林水産部(農業試験場、果樹試験場、畜産試験場、林業試験場及び水産試験場), 果樹試験場うめ研究所, 副主査研究員 (10631640)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: 種間交雑 / サクラ属 / トランスクリプトーム / 雄性不稔 / 非相加的調節因子 / ゲノムワイド解析 / メチローム

Outline of Annual Research Achievements

前年度までに行ったスモモウメ由来の葯におけるトランスクリプトーム解析によって、ウメ・スモモ交雑間で生じる非相加的発現調節因子を同定している。この因子群の詳細な解析を行ったところ、多くのものがミトコンドリア・葉緑体関連遺伝子であり、両親のゲノムインバランスによってオルガネラゲノムとの同調性が維持できず、雄性不稔性が生じる原因となる可能性が考えられた。
この非相加的調節発現に関わる要因の一端として、両親間のエピジェネティック状態の差異および、種間交雑時におけるエピゲノムの再編成が考えられたたため、スモモウメおよびその両親系統であるソルダム・地蔵梅の同発達時期の葯においてDNAメチローム解析を行った。その結果、ゲノム全体において、スモモウメのDNAメチル化レベルはソルダム・地蔵梅の中間値ではなく、両親のいずれよりも有意に低い値を示した。これは遺伝子周辺においても同様の傾向を示しており、特にgene bodyにおいては種間交雑体であるスモモウメにおいて、CG, CHG, CHHいずれのシトシンメチレーションマークも有意に低下の傾向が見られた。スモモウメ特異的に見られる非相加的調節因子について、DNAメチレーションレベルを調査したところ、両親のDNAメチル化パターンから著しく逸脱しているものがあり、発現に対しての何らかの影響が考えられたが、詳細な機能は特定できなかった。一つの要因として、発現パターンでは交雑体における両親寄与を特定可能であるが、メチレーションパターンにおいてはスモモ・ウメ間のシトシン残基の比較は難しいという点が考えられた。