Quality control for plant gametogenesis

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25440130
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 上口 智治 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (20232738)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 配偶子形成 / 幹細胞 / イオンホメオスタシス / 生長制御

Outline of Annual Research Achievements

一回稔実性の植物では、一定量の次世代種子を形成するのに応じて光合成器官の老化や生長の停止が進行するという現象が広く認められ、global proliferative arrest (GPA)と呼ばれている。この現象は次世代種子の量と質を最適化するのに役立っているものと考えられている。premature aging 1 (pma1)変異体はGPAが生殖生長期の早期に起こる変異体で、いまだ不明なGPAの分子機構の解明に有用であると思われる。
これまでの解析により、pma1は環状ヌクレオチド感受性陽イオンチャネルをコードするCNGC20遺伝子に起きたミスセンス変異が原因であることが明らかとなっている。pma1ヘテロ接合体は野生型表現型を示すため、pma1は一見劣性機能欠損変異の様に思われた。しかしCNGC20のT-DNAノックアウトアレルcngc20-1ホモ接合体の表現型は野生型と変わらない。そこでpma1アリルが量依存的な優性変異であるという可能性を検証した。
cngc20-1とpma1のヘテロ接合体を作成したところ、野生型とpma1ホモ接合の中間的な表現型を示した。この結果はpma1変異が量依存的であるという仮定と整合する。野生型背景においてpma1アリルを強制発現させると、pma1の発現量に相関して変異表現型が現れた。この結果はpma1アリルがdominant negativeな性質を持つという仮定と整合する。
pma1とよく似た表現型を示す既知の変異体にfireworks (fiw) がある。fiwについて原因遺伝子の同定を始めた。変異マッピングによってfiwが第4染色体の260kbの領域にあることを明らかにし、次世代シークエンスの結果と照らし合わせて一つの候補変異を見出した。現在相補性試験による検証を遂行中である。