2020 Fiscal Year Research-status Report
Verification of epigenetic abnormalities in hybrid endosperm and estimation of its mechanism
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20K15504
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
殿崎 薫 岩手大学, 農学部, 助教 (20749494)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生殖的隔離 / エピゲノム / ゲノムインプリンティング / イネ / 胚乳 / 野生イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
種間交雑で見られる胚乳発生の異常は、雑種形成を妨げる生殖的隔離の主要因であるが、その打破手法の確立が求められる。しかし、様々な植物種における交雑実験の結果から、種間交雑によって生じる胚乳発生の異常には、一定の法則性が見出されているものの、その分子メカニズム解明には至っていない。これまで、栽培イネと野生イネの種間交雑を対象とした研究から、雑種胚乳では、インプリント遺伝子の片親特異的な発現パターンに異常が生じることを明らかにしている。インプリント遺伝子は、エピジェネティックな制御機構（エピゲノム）によって制御されることから、そのエピゲノム異常が胚乳発生の異常の原因である可能性を見出している。そこで本研究では、種間交雑によって引き起こされるエピゲノムの異常を検証し、胚乳における生殖的隔離の分子メカニズムに迫る。
今年度は、栽培イネと野生イネの種間交雑から得られる雑種胚乳のゲノムワイドなアレル特異的な発現パターンの比較解析を実施した。その結果、これまでに明らかにしていたインプリント遺伝子だけでなく、通常の遺伝子においてもアレル間での発現パターンに違いが生じており、片親特異的な発現を示す遺伝子が多く見られた。このことから、雑種胚乳におけるエピゲノム異常は、インプリント遺伝子に限定されず、ゲノムワイドに引き起こされる現象であると考えられる。また、一方の親である栽培イネの胚乳におけるDNAメチル化・H3K27me3・H3K9me2に関するゲノムワイドなエピゲノム情報を取得した。なお、当初の計画では、エピゲノム解析のため、新規に雑種胚乳のサンプリングを予定していたが、新型コロナウイルス感染症に伴う緊急事態宣言のため、県外移動が規制されたため、実施できなかった。
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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
計画していた雑種胚乳のサンプリングを実施できなかったが、トランスクリプトームデータから、ゲノムワイドなエピゲノム異常が引き起こされていることを示唆する結果を得た。また、栽培イネの胚乳におけるエピゲノム情報を取得できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に実施予定であった、栽培イネと野生イネの雑種胚乳におけるエピゲノム解析を実施し、新たにサンプルの取得およびエピゲノム解析の準備を進める。また、両親種のエピゲノムを比較する目的で、野生イネの胚乳におけるエピゲノム情報の取得も同時に行い、栽培イネのエピゲノム情報との比較を行う。
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| Causes of Carryover |
当初の計画ではエピゲノム解析のサンプリングおよびそのライブラリー調整を予定していたが、本年度実施できなかったため、次年度使用額が生じた。次年度、実施予定である。
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