2021 Fiscal Year Research-status Report
植物の種間・倍数性間交雑において種子発育不全が誘発する子房落下現象の分子機構解明
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20K05988
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
手塚 孝弘 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 講師 (20508808)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 種子発育不全 / 子房落下 / 種間交雑 / 倍数体間交雑 / 生殖隔離 / 遺伝解析 / タバコ / 植物遺伝育種学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では植物の育種的改良を妨げている生殖隔離を理解し、メカニズムを解明することを目指している。タバコの種間交雑において申請者が見出した生殖隔離現象（タイプⅠ・タイプⅡ種子発育不全、および子房落下）は、正常な種子を得ることができないため、後代を得ることができないという育種の障壁である。前年度までの研究により、これらの生殖隔離は両親間の倍数性の相違により生じることを明らかにしており、両親の倍数性が釣り合っているときには交配後に正常な種子ができるが、母親の倍数性を段階的に増加させることでタイプⅠおよびタイプⅡ種子発育不全が段階的に生じることを実証した。また、オーキシン処理によって子房落下を抑制してもタイプⅡ種子発育不全は緩和されないことを明らかにし、このことはタイプⅡ種子発育不全が生じた結果、子房落下が引き起こされることを示唆していた。2021年度は次のような実験を行った。
1）前年度から引き続き、タバコ栽培種との交雑で子房落下を起こす野生種系統と起こさない野生種系統とを正逆で交雑し、正逆F1雑種および正逆F2集団を得た。これらの正逆F1雑種および正逆F2集団をタバコ栽培種と交雑し、子房落下の有無を指標として遺伝解析を行った。解析は実施中であるが、現段階では、表現型が連続的に分布することから量的形質であること、正逆集団によって表現型の分布パターンが異なることを示唆する結果を得ている。また、遺伝子数を予測したところ、ごく少数の遺伝子によって子房落下が引き起こされることが示唆された。
2）植物の倍数性を操作するために、コルヒチン処理を実施している。フローサイトメトリー分析により、倍数性の増加したArabidopsis植物が得られていることを確認しているが、倍数体候補から自殖種子を得ることができていない。今後は、他の系統を使用すること、コルヒチン処理の条件を検討することを予定している。
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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
本年度は種子発育不全および子房落下について、遺伝解析を中心に実験を進めた。F1やF2の1個体あたり複数回の交配を行うことで表現型を判定する必要があり、地道な作業が要求されるが、着実に成果を出すことができており、本研究課題はおおむね順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、本研究で作成した分離集団を用いた遺伝解析を進める予定である。遺伝解析では子房落下を指標として表現型を決定しているが、それが種子発育不全の程度ともリンクしていることを示したいと考えている。また、倍数性を操作した植物体を作成し、種子発育不全や子房落下に関する解析に利用する予定である。
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| Causes of Carryover |
実施予定であった解析を次年度に持ち越したため、次年度使用額が生じた。次年度は研究の円滑な遂行のために計画的に使用することを予定している。
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