セイヨウナタネにおける自家和合性原因の解明

• Project/Area Number: 04J03464
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岡本 俊介 東北大学, 大学院農学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 自家和合成 / 倍数化 / 異質倍数体(複二倍体) / アブラナ科 / 自家和合性 / 異質倍数体 / SRK / SP11 / SLG

Research Abstract

アブラナ科Brassica napusは、自家不和合性種であるBrassica rapa、Brassica oleraceaを基本ゲノム種とする自家和合性倍数体種である。B. napus3品種の自家和合性原因を明らかにした。
自家不和合性遺伝子座にはSRK、SP11が座乗し、他数の自家不和合性対立遺伝子を集団中に持つ。これらの対立遺伝子間には優劣性が存在する。B. napus5は基本ゲノム種由来の自家不和合性遺伝子座を2つ持つ。各3品種の2つの自家不和合性遺伝子座は、それぞれ優劣関係のあるS対立遺伝子を持っていた。優性側の自家不和合性遺伝子が機能を失っていた。優性側の遺伝子が機能を失い、さらに劣性側の遺伝子発現を抑えることで、B. napusが自家和合性になると示された。他の倍数体種であるB. juncea、B. carinataについても解析を行った。これら2種は、それぞれB. rapaとB. nigra B. oleraceaとB. nigraを基本ゲノム種としている。両種は、B. napusと同様の原因で自家和合性になった可能性が示唆された。
異質倍数体種は、基本ゲノム種の集団が交わる領域で成立したと考えられている。しかし、種間不和合性や雑種胚致死など生殖的障壁、染色体の倍加の必要性など、異質倍数体が生じる可能性は低く、集団内での個体数は少ないと考えられる。個体数が少ないときは、自家和合性の適応度が高いと考えられている。優劣関係を持ったS対立遺伝子の組み合わせでは、優性側に機能を失う突然変異が存在するだけで、即座に自家和合性を獲得できる。優劣関係のあるS対立遺伝子遺伝子の組み合わせは、異質倍数体種が成立するためには重要であったと推察される。

Research Products

• [Journal Article] Self-compatibility in Brassica napus is caused by independent mutations in S-locus genes. (2007)
  • Author(s): Okamoto S et al.
  • Journal Title: Plant Journal (印刷中)
• [Journal Article] Distribution of similar self-incompatibility(S) haplotypes in different genera, Raphanus and Brassica (2004)
  • Author(s): Okamoto S, Sato Y, Sakamoto K, Nishio T
  • Journal Title: Sexual Plant Reproduction 17巻 Pages: 33-39
• [Journal Article] Divertification and alteration of recognition specificity of the pollen ligand SP11/SCR in self-incompatibility of Brassica and Raphanus (2004)
  • Author(s): Sato Y, Okamoto S, Nishio T
  • Journal Title: Plant Cell 16巻 Pages: 3230-3241