イネをモデルとした自己免疫不全型雑種弱勢発生機構の解明

• Project Area: Genome Barriers in Plant Reproduction
• Project/Area Number: 21024002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 久保山 勉 茨城大学, 農学部, 准教授 (10260506)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 一谷 勝之 鹿児島大学, 農学部, 准教授 (10305162)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,800,000 (Direct Cost: ¥4,800,000); Fiscal Year 2010: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2009: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: 生殖隔離 / 雑種弱勢 / Oryza sativa / イネ / 白葉枯病抵抗性遺伝子 / 過敏感細胞死 / 育種 / 種分化

Research Abstract

本研究ではイネの亜種内で見られる2組の雑種弱勢を材料に研究を行い、1対の雑種弱勢原因遺伝子が出現する原因となった遺伝子の変化を塩基配列のレベルで特定することを目的とした。さらに、2組の雑種弱勢を扱うことで雑種弱勢発現メカニズムの多様性と共通性に対して新しい知見を得ることを目指した。
(1)Agilent 44Kマイクロアレイを用いて日本晴、Jamaica、F_1の間で遺伝子発現を比較したところ、発現が上昇する遺伝子ではcell wall organization or biogenesis (GO:0071554)やresponse to chemical stimulus (GO:0042221)が有意に多く見られ、発現が下降する遺伝子では光合成の光化学反応が起こるチラコイドで働く遺伝子(GO:0009579)が有意に多く含まれていた。
(2)インドのイネ品種P.T.B.10とP.T.B.7の間で見られる雑種弱勢原因遺伝子HWA1, HWA2の高密度連鎖解析を行い、HWA1、HWA2ともに第11染色体のRM27051とRM27068の間約300kbpの範囲に絞り込まれた。このことからHWA1とHWA2は染色体上の位置が極めて近い2つの遺伝子か、あるいは同座の対立遺伝子である可能性が示唆された。連鎖解析の結果は2つの原因遺伝子が対立遺伝子あるいは、重複遺伝子である可能性を示しており、この雑種弱勢がHWC1とHWC2とは異なる様式の相互作用によって生じていると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Fine Mapping of HWC2, a Complementary Hybrid Weakness Gene, and Haplotype Analysis Around the Locus in Rice (2009)
  • Author(s): Kuboyama T.
  • Journal Title: Rice 2 Pages: 93-103
  • Peer Reviewed
• [Presentation] イネ雑種弱勢遺伝子HWA1, HWA2の連鎖分析 (2011)
  • Author(s): 一谷勝之
  • Organizer: 日本育種学会第119回講演会
  • Place of Presentation: 横浜市立大学
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] HWC1とHWC2によって生じるイネ雑種弱勢のマイクロアレイとGOによる遺伝子発現解析 (2011)
  • Author(s): 久保山勉
  • Organizer: 日本育種学会第119回講演会
  • Place of Presentation: 横浜市立大学
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] HWC1およびHWC2の相互作用で生じるイネ雑種弱勢における病害抵抗性関連遺伝子の発現およびファイトアレキシンの蓄積 (2011)
  • Author(s): 沖山友哉
  • Organizer: 日本育種学会第119回講演会
  • Place of Presentation: 横浜市立大学
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] Epistatic interaction between an allele of a bacterial blight-resistance gene Xa1 and an allele of a putative transcriptional repressor HWC1 causes hybrid weakness of rice (2010)
  • Author(s): Tsutomu Kuboyama
  • Organizer: 21st International Coference of Arabidopsis Research
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2010-06-07
• [Presentation] Study of the causal amino-acid substitutions in HWC2 for a hybrid weakness in rice (2010)
  • Author(s): Okiyama Yuuya
  • Organizer: 21st International Coference of Arabidopsis Research
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2010-06-07
• [Presentation] HWC2におけるイネ雑種弱勢誘導原因変異の探索 (2010)
  • Author(s): 沖山友哉
  • Organizer: 日本育種学会第117回講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] H^<587>を生じる塩基置換がHWC1を雑種弱勢原因遺伝子にする (2010)
  • Author(s): 勝沼法朗
  • Organizer: 日本育種学会第117回講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] イネ雑種弱勢原因遺伝子HWC2の相補性検定とTos17挿入を用いた解析 (2009)
  • Author(s): 沖山友哉
  • Organizer: 日本育種学会第116回講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Remarks]
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm
• [Patent(Industrial Property Rights)] イネ雑種弱勢原因遺伝子HWC1、HWC2を利用した雑種弱勢の人為的誘導 (2009)
  • Inventor(s): 久保山勉, 一谷勝之, 沖山友哉
  • Industrial Property Rights Holder: 茨城大学・鹿児島大学
  • Industrial Property Number: 2009-212278
  • Filing Date: 2009-09-14