A study of mechanisms controlling transposable elements in plant gametophytes

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05967
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Fukai Eigo 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00570657)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加賀 秋人 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 主席研究員 (30391551)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: トランスポゾン / エピジェネティクス / マメ科 / ミヤコグサ / ダイズ

Outline of Final Research Achievements

A large proportion of flowering plant genomes is composed of transposable elements (TEs). However, in normally growing plants, their transpositions rarely occur. This is because epigenetic silencing established on TEs is maintained throughout the life cycle of the flowering plant. TEs should be silenced during sexual reproduction processes to prevent their germinal transpositions. On the other hand, it is not well understood how TEs overcome the silencing to be transposed. In this study, we analyzed the silencing mechanisms of TEs using two legume species, Lotus japonicus and soybean.

Free Research Field

植物遺伝育種学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遠縁交雑は、トランスポゾンを活性化しうるゲノムストレスを引き起こすイベントとして知られている。しかし本研究の結果は、同一種内の遺伝的に近い系統間の交雑が、広範囲なトランスポゾン活性化を引き起こしうる事を示した。このことから、交雑一般がトランスポゾンの活性化刺激としての意義を持つこと、交雑育種の過程がトランスポゾンを活性化しうることが示唆された。また本研究では、ダイズにおけるトランスポゾンの転写上昇を検出できた。この研究を進め、ダイズ内在で転移能を持つトランスポゾンを同定できれば、ダイズ育種やマメ科植物の有用遺伝子同定に役立てることができる。