2018 Fiscal Year Annual Research Report
Hybridization barrier regulated by epigenomes during grain filling in rice
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
17H05851
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
川勝 泰二 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, 主任研究員 (30435614)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イネ / 胚乳 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、胚乳における貯蔵物質蓄積を制御する「鍵と鍵穴」現象を明らかにし、胚乳における生殖隔離機構を理解することを目的とする。具体的には、種子成熟と関連するエピゲノムダイナミクスの解明を目指す。
本年度は、胚乳における貯蔵物質蓄積を制御するエピゲノムダイナミクスと生殖隔離機構を理解するために、胚乳、シュート、根を材料に、H3K4me1、H3K4me3、H3K27ac、H3K36me3、H3K9me2、H3K27me3のChIP-seqを実施した。ヘテロクロマチンと関連があるH3K9me2は、胚乳以外の組織において胚乳特異的発現遺伝子に蓄積していたことから、胚乳特異的遺伝子発現には胚乳特異的な脱メチル化が必要であることが示唆された。一方で、動物においてエンハンサーと密接な関連があるH3K4me1、H3K4me3およびH3K27acは遺伝子コード領域に蓄積しており、ヒストン修飾パターンからのエンハンサー領域推定は困難であった。ATAC-seqはChromatin accessibilityを高精度・簡便に検出する手法であるが、多量のデンプンを含む胚乳に適用することは困難であった。そこで、胚乳から極めて簡便にデンプンを除去して核を精製する手法を確立し、ATAC-seqによるクロマチンランドスケープ解析を実施した。その結果、ATAC-seqピークは転写開始点の直前に検出されるが、胚乳特異的発現遺伝子ではそのピークが胚乳特異的にさらに上流にシフトすることを明らかにした。この結果は、遺伝子上流に検出されるATAC-seqシグナルがエンハンサー領域であることを示唆しており、種子成熟と関連する遺伝子発現制御に関わるエンハンサー候補領域がカタログ化できた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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