2019 Fiscal Year Research-status Report
花粉稔性回復遺伝子の不完全優性アレルを利用した細胞質雄性不稔性発現機構の研究
| Project/Area Number |
18K05564
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
久保 友彦 北海道大学, 農学研究院, 教授 (40261333)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本間 雄二朗 北見工業大学, 工学部, 助教 (30800495)
北崎 一義 北海道大学, 農学研究院, 助教 (60532463)
田口 和憲 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, グループ長 (80414754) [Withdrawn]
松平 洋明 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (90549247)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 細胞質雄性不稔性 / 稔性回復遺伝子 / 葯 / 生殖制御 / 花粉発達 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
細胞質雄性不稔性（CMS）は作物の一代雑種採種に用いられる形質であるが、その発現機構は明らかではない。CMSは花粉稔性回復遺伝子（Rf）の作用で抑制されるが、テンサイのRf（Rf1と命名されている）が座乗する遺伝子座からは抑制の程度が互いに異なる様々な対立遺伝子が見つかっている。こうした対立遺伝子を利用すると、CMS原因遺伝子産物量を少しずつ変更することができるので、CMS原因遺伝子の作用を見極めることができると考え、CMS発現機構解明を進めている。本年度の成果の概要は以下の通りである。
１．完全にCMSを抑制できないRf1対立遺伝子を保持するテンサイ個体は、半不稔という正常と完全不稔の中間の表現型を示す（稔性回復が不完全）。その葯の微細構造を電子顕微鏡で調査した。いくつかの特徴的な様相が観察されたが、特にタペート細胞内のユービッシュ体の挙動が正常とも完全不稔とも異なる未記載のものであった。
２．前年度に得た正常、完全不稔、および半不稔個体の葯RNA-seq解析により、転写産物を網羅的に同定した。電子顕微鏡の観察像と照らし合わせ、形質発現に関与する遺伝子発現パターンの特定を進めている。
３．完全な稔性回復ができないRf1対立遺伝子には少なくとも２種類あり、それぞれ正常に近い半不稔と、完全不稔に近い半不稔を発現する。イネやシロイヌナズナで報告された葯タペート細胞発達に関わる遺伝子のテンサイホモログについて、遺伝子発現パターンを２種類の半不稔個体で検討した。今のところ、葯発達プログラムの乱れと解釈できる結果が得られている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
半不稔個体の電子顕微鏡観察については順調に進んでいる。遺伝子発現パターンの解釈についても目処がたった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
形態観察の結果と遺伝子発現パターンに基づき、CMS原因遺伝子が葯発達プログラムにどのような影響を与えているのかを明らかにする。CMS発現機構の細部については、ユービッシュ体の挙動について、分子的あるいは細胞学的な特徴付けを行う。
|
| Causes of Carryover |
予定していた材料のうち、いくつかについて育成が遅延したことにより、実験の一部を次年度に行うことになったため。
|
