2016 Fiscal Year Annual Research Report
Transcriptome analysis of buckwheat stamens to identify the genes involved in heteromorphic self-incompatibility
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25450011
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| Research Institution | Nigata University of Phermacy and Applied Life Sciences |
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Principal Investigator |
相井 城太郎 新潟薬科大学, 応用生命科学部, 准教授 (10391591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 正之 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (00320911)
大田 竜也 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 准教授 (30322100)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 異形花型自家不和合性 / ソバ / トランスクリプトーム解析 / 雄性側因子 / 自家和合性変異体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フツウソバの生殖は、異形花型自家不和合性に基づき行われる。異形花型自家不和合性は、虫媒による他殖性強化のための巧妙な機構であり、ソバにおいては花型と自家不和合性を制御する遺伝子複合体がS座に集約されて機能していると考えられている。フツウソバの花形には、雌蕊が短く雄蕊が長い短柱花と、雌蕊が長く雄蕊が短い長柱花が存在し、短柱花の遺伝子型はS/s、長柱花の遺伝子型はs/sとして知られ、両花形間でのみ受精が成立する。本研究では、ゲノム科学的アプローチによるソバのS座に座位する雄性側遺伝子の同定を目指した。
短柱花個体（S/s）と長柱花個体（s/s）の雄蕊におけるRNA-seqによるトランスクリプトーム解析により、ソバのS座あるいはその近傍に存在する3つの遺伝子を見出した。そのうち1つの遺伝子については、RT-PCRによる発現解析の結果から、短柱花個体の雄蕊で特異的に発現していることを明らかにした。雄性（花粉）側の因子に変異をもつ自家和合性変異体における当該遺伝子の発現を確認したところ、野生型同様に発現していることが示された。当該遺伝子は、野生型と自家和合性変異体における塩基配列には差異がなかったこと、S座領域が欠失し短柱花が長柱花に変化したキメラ個体において欠失領域に存在することから、ソバの短柱花の表現型決定に重要な役割をもつものと考えられた。
また、野生型と雄性（花粉）側因子に変異をもつ自家和合性変異体の雄蕊におけるRNA-seqによるトランスクリプトーム解析によって、S座に存在するS-ELF3より発現する新規の転写産物を見出した。この新規転写産物は、雄性（花粉）側因子に変異をもつ自家和合性変異体の雄蕊においては発現していなかった。これらの結果は、S-ELF3の新規転写産物がソバにおける異形花型自家不和合性の雄性因子であることを示唆するものである。
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