Analysis of pollen number controlling genes in Arabidopsis thaliana and crops

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05976
• 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: Kakui Hiroyuki 新潟大学, 自然科学系, 特任助教 (60783199)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 花粉 / 花粉数 / ゲノム編集 / ゲノムワイド関連解析 / シロイヌナズナ / スギ / 花粉症 / ジェノタイピング

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed high-throughput pollen counting method. We found RDP1 as pollen number controlling gene by using GWAS and genome-editing. Transcriptome analysis revealed DEGs in RDP1 mutant. We developed PRIMA, which is enable to distinguish 1-bp difference by PCR and electrophoresis. Furthermore, we identified the causal gene of MS4 in Japanese cedar.

Free Research Field

植物分子生物学、植物育種学、花粉学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

花粉数は植物にとって次世代の子孫数に直結するため植物学上基本的かつ重要な形質である。一方で花粉症は世界中で問題になっており、花粉形成の遺伝子を解析することは社会的な意義も大きい。本研究によってモデル植物シロイヌナズナから植物で初めて花粉数を制御する遺伝子の同定に成功し、さらに自殖植物では花粉数が少ない方が正の選択を受けていることを示唆する結果が得られた。さらに日本で最も重大な花粉症の原因であるスギ花粉の無花粉スギの原因遺伝子の同定にも成功した。これらの結果は今後の花粉数研究の基盤となるとともに、無花粉スギのさらなる普及にも貢献するものと考えられた。