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2015 Fiscal Year Research-status Report

四倍体化によるラン科植物のゲノム安定性とその分子細胞遺伝学的機構の解明

Research Project

Project/Area Number 25450006
Research InstitutionOsaka Kyoiku University

Principal Investigator

向井 康比己  大阪教育大学, 教育学部, 教授 (30110795)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 剛  大阪教育大学, 教育学部, 教授 (10314444)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsラン科植物 / フウラン / 4倍体 / 動原体 / CENH3 / 減数分裂 / 四価染色体 / バンダ属
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に引き続いてセントロメアの解析を行うと共に、減数分裂時における動原体の動態解析を行った。フウラン(Neofinatia falcata)から得たCENH3(動原体特異的ヒストン3)のペプチド抗体を用いてフウラン以外のラン科植物のセントロメアにこの抗体がつくかどうか調べた。その結果、Vanda coerulea、Rhynchostylis coeletisis、Ascocentrum ampullaceumなどのバンダ系はもとより、 Sedirea japonicaの動原体にもハイブリした。このことから、これらの間では、動原体の構造が似ていることが示唆される。フウランにおいて免疫沈降法で得たDNA断片をクローニングし、そのクローンをプローブに用いてFISH法で動原体に結合するかどうか調べたが、これまでのところ、動原体に由来するものは得られていない。
Neofinatia、Vanda、Rhynchostylis、Ascocentrum の4属のうち、2種を組み合せた雑種の減数第一分裂中期では染色体の対合が見られた。これらの事実は、4種の間ではゲノムが良く似ていることが示唆され、最近の分子系統に基づくVanda属への統合の根拠にもなる。
Rhyncostylis retusaの2倍体と4倍体において減数分裂の各過程を細胞学的に比較した。一般的に、同質4倍体では同じ染色体が4つあるので、減数分裂時の際には四価染色体を形成するために染色体の均等配分が起こらず、稔性が低下すると言われている。この種の4倍体では四価染色体はほとんど見られず、二価染色体が多く見られた。このことは、受精可能な配偶子を形成させるのに重要であり、4倍体の遺伝的な安定に繋がる根拠となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

副学長職に就いたため、十分な研究時間とれず、免疫沈降法による動原体DNA領域の研究が滞った。他の課題についてはおおむね順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

動原体DNA領域の研究およびセントロメア解析の最後の詰めの実験を行うとともに、4倍体化に伴って花の色や形、芳香等の有用形質を4倍体と2倍体で比較し、染色体あるいはDNAレベルのエピジェネティックな変化と関連づける研究を行う。

Causes of Carryover

副学長職に就いたため、実験の一部(セントロメア解析実験および4倍体の形質調査)が研究できなくなり、その経費を次年度送りにした。
研究期間を1年延長し、(平成25年度~平成27年度)から(平成25年度~平成27年度)に変更した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

セントロメア解析実験および4倍体の形質調査のための研究費とする、

Research Products

(9 results)

All 2016 2015

All Journal Article Presentation Book

  • [Journal Article] Distinct chromatin environment associated with phosphorylated H3S10 histone during pollen mitosis I in orchids.2016

    • Author(s)
      Sharma S.K., Yamamoto M., Mukai Y.
    • Journal Title

      Protoplasma

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      DOI 10.1007/s00709-015-0925-z.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dual modified anti-phospho(Ser10)-acetyl(Lys14)-histone H3 predominantly mark the peri-centromeric chromatin during mitosis in monokinetic plants2016

    • Author(s)
      Sharma S.K., Yamamoto M., Mukai Y.
    • Journal Title

      Journal of Genetics

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chromosome research in orchids: current status and future prospects with special emphasis from molecular and epigenetic perspective.2015

    • Author(s)
      Sharma S.K. and Mukai Y.
    • Journal Title

      Nucleus

      Volume: 58 Pages: 173-184

    • DOI

      10.1007/s13237-015-0152-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecular cytogenetic use of BAC clones in Neofinetia falcata and Rhynchostylis coelestis.2015

    • Author(s)
      Matsuba A., Fujii M., Lee S. S., Suzuki G., Yamamoto M. and Mukai Y.
    • Journal Title

      Nucleus

      Volume: 58 Pages: 207-210

    • DOI

      10.1007/s13237-015-0147-y

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Recent trends in orchid chromosome research2015

    • Author(s)
      Mukai Y.
    • Organizer
      5th Asian Chromosome Colloquium (ACC5)
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2015-04-28 – 2015-04-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cytogenetic landscape of epigenetic signatures in Cymbidium sinense (Orchidaceae2015

    • Author(s)
      Sharma S. K. and Mukai Y.
    • Organizer
      5th Asian Chromosome Colloquium (ACC5)
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2015-04-28 – 2015-04-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Orchid BAC libraries for molecular cytogenetic research2015

    • Author(s)
      Suzuki G.
    • Organizer
      5th Asian Chromosome Colloquium (ACC5)
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2015-04-28 – 2015-04-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] BAC-FISH analysis in Rhynchostylis and Neofinetia (Orchidaceae)2015

    • Author(s)
      Lee Shan Shan
    • Organizer
      5th Asian Chromosome Colloquium (ACC5)
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2015-04-28 – 2015-04-30
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Sustainable Development and Biodiversity 11 Molecular Breeding for Sustainable Crop Improvement, Vol. 22016

    • Author(s)
      Sharma S.K., Yamamoto M, and Mukai Y.
    • Total Pages
      478 (127-148)
    • Publisher
      Springer Verlag

URL: 

Published: 2017-01-06  

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