2022 Fiscal Year Annual Research Report
交雑受精卵の作出およびゲノム動態制御によるC3-C4光合成細胞質置換
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20K21317
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岡本 龍史 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50285095)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 孝佳 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 准教授 (80823880)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 交雑受精卵 / 細胞質置換 / 細胞質雑種 / C4型光合成 / C3型光合成 / コムギ / トウモロコシ / パールミレット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
交雑細胞内では異なる二つの種に由来する核ゲノムと細胞内小器官が一つの細胞内に共存することになり、通常このような状態を維持したままその細胞が増殖することはなく、ゲノム（染色体）や細胞内小器官の脱落が生じる。これにより細胞の恒常性が失われ、異種交雑細胞由来の個体の創出には至らない場合が大半であるが、このゲノムや細胞内小器官の脱落機構を制御することができれば、目的に沿ったゲノムと細胞内小器官のみを交雑細胞内に残存させることが可能となる。本研究では、C4型光合成を行うトウモロコシとC3型光合成を行うコムギまたはイネの配偶子を任意の組み合わせでin vitro受精させることで、様々な組み合わせの交雑受精卵を作出し、それら交雑受精卵の発生過程で生じるゲノムや細胞内小器官の脱落機構を解明することを第一の目的とする。さらにはその脱落機構を制御することで、トウモロコシの細胞質・細胞内小器官とコムギの核からなるコムギ核C4光合成細胞質置換植物や、イネ核C4光合成細胞質置換植物の創出に向けて研究を遂行する。
今年度は、トウモロコシ-コムギ、およびパールミレット-コムギ間の細胞質雑種の作出を試みた。交雑受精卵は問題なく発生・増殖・再分化し、植物体にまで成長した個体が得られた。交雑植物の形態はコムギと同様であった。また倍数性解析の結果より、これらの交雑植物のゲノムサイズがコムギとほぼ一致していたことから、トウモロコシ-コムギおよびパールミレット-コムギ交雑植物では、トウモロコシおよびパールミレットの核ゲノムの大部分がそれぞれ脱落していることが示唆された。また、トウモロコシ-コムギ交雑植物はコムギとトウモロコシの細胞質を、パールミレット-コムギ交雑植物はコムギとパールミレットの細胞質をそれぞれ保持している可能性が示され、現在それら交雑植物のゲノムシークエンシング解析を進めている。
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