2016 Fiscal Year Annual Research Report
Transcriptional regulation on rice pollen development and molecular mechanisms of male sterility under high temperature conditions
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25450034
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
川岸 万紀子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門 遺伝子利用基盤研究領域, 上級研究員 (50355707)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 均 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門 遺伝子利用基盤研究領域, ユニット長 (30355565)
大島 正弘 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門 遺伝子利用基盤研究領域, 研究領域長 (20355572)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現制御 / イネ / 花粉 / 雄性不稔 / 高温障害 / ストレス応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、イネの花粉形成過程の分子制御システムと高温条件下での不稔の発生メカニズムを明らかにすることを目的としている。これまでの研究から、高温ストレスによる不稔の発生には、タペートの機能不全が鍵となっていると考えられる。そこで本研究では、タペートで働く転写因子に着目して、花粉形成過程における機能や制御様式を明らかにすることを目指す。
イネより単離したMYB様転写因子遺伝子について、シロイヌナズナのMYB80と比較すると、MYB転写因子群に共通のドメインとMYB80に特有の領域を含む保存領域では88％と非常に高い相同性を示したが、その他の領域にはほとんど類似性が見られなかった。この遺伝子の機能を解析する目的で、CRISPR/Cas9システムを用いて遺伝子機能欠損系統を作出した。MYB様転写因子のコード領域の内部でコドンの読み枠がずれるような変異が導入された変異系統は、開花時の葯が野生型に比較して小さく内部に花粉のない状態となり、雄性不稔の表現型を示した。MYBドメインとMYB80に特有の領域の３カ所に変異を導入したが、いずれの部位においても同様の結果となり、この転写因子が正常な花粉の形成に必須の役割を担っていることが示された。今後、これらの変異系統を詳細に観察し、花粉形成のどの過程で異常が生じているのかを詳細に解析する予定である。
このMYB様転写因子遺伝子は小胞子期の葯に特異的な発現特性を示し、葉や根、成熟した葯などの器官ではmRNAが検出されなかった。また、高温不稔を誘導する条件下で、このMYB様転写因子遺伝子のmRNAレベルは高温処理開始後速やかに低下し、高温応答に関与する可能性が示唆された。このMYB様転写因子が、すでに同定されている高温応答性遺伝子群の転写制御に関わっているかどうか解析を進めている。
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