初期受粉過程における生殖障壁の分子解析

• 研究領域: 植物の生殖におけるゲノム障壁成果分析
• 研究課題/領域番号: 18075008
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 高山 誠司 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (70273836)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 88,500千円 (直接経費: 88,500千円); 2010年度: 22,500千円 (直接経費: 22,500千円); 2009年度: 22,500千円 (直接経費: 22,500千円); 2008年度: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円); 2007年度: 15,400千円 (直接経費: 15,400千円); 2006年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
• キーワード: 生殖 / シグナル伝達 / 植物 / アブラナ科 / 受粉 / ゲノム障壁 / アブラナ科植物 / カルシウム / アクアポリン / 乳頭細胞 / 花粉 / マイクロアレイ / 情報伝達 / アクチン / 液胞 / トモグラフィー / シロイヌナズナ / アクチン結合蛋白質 / 種間障壁 / pollen coat / yellow cameleon

研究概要

アブラナ科植物の受粉-受精過程の最初の生殖障壁として機能する花粉-乳頭細胞間相互作用について解析した。その結果、花粉表層物質中には同種の乳頭細胞内のアクチン繊維の再構成を誘導し、花粉管へのCa^<2+>を含む水の供給を促進する活性が含まれることを明らかにした。また、この和合反応経路は、自家不和合性経路により阻害されることを示すと共に、実際のCa^<2+>輸送に関わるポンプ分子の候補を特定した。

研究成果

• [雑誌論文] Trans-acting small RNA determines dominance relationships in Brassica self-incompatibility. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tarutani, Y., Shiba, H., Iwano, M., Kakizaki, T., Suzuki, G., Watanabe, M., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Nature 466 ページ: 983-986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel self-compatible lines of Brassica rapa L. isolated from the Japanese bulk-populations. (2010)
  • 著者名/発表者名: Isokawa, S., Osaka, M., Shirasawa, A., Kikuta, R., Komatsu, S., Horisaki, A., Niikura, S., Takada, Y., Shiba, H., Isogai, A., Takayama, S., Suzuki, G., Suwabe, K., Watanabe, M.
  • 雑誌名: Genes Genetic Systems 85 ページ: 87-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of self-compatibility in Arabidopsis by a mutation in the male specificity gene. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimatsu,T., Suwabe, K., Shimizu-Inatsugi, R., Isokawa, S., Pavlidis, P., Staedler, T., Suzuki, G., Takayama, S., Watanabe, M., Shimizu, K.K.
  • 雑誌名: Nature 464 ページ: 1342-1346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trans-acting small RNA determines dominance relationships in Brassica self-incompatibility (2010)
  • 著者名/発表者名: Tarutani, Y.
  • 雑誌名: Nature 巻: 466 ページ: 983-986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel self-compatible lines of Brassica rapa L.isolated from the Japanese bulk-populations. (2010)
  • 著者名/発表者名: Isokawa, S.
  • 雑誌名: Genes Genet.Syst. 巻: 22 ページ: 87-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of self-compatibility in Arabidopsis by a mutation in the male specificity gene (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimatsu, T
  • 雑誌名: Nature 巻: 464 ページ: 1342-1346
  • 査読あり
• [雑誌論文] アブラナの自家不和合性におけるsmall RNAを介した優劣性機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 樽谷芳明
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 29 ページ: 1254-1256
• [雑誌論文] アブラナの自他認識に関わるエピジェネティックな遺伝子発現制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柴博史
  • 雑誌名: Plant Morphology 巻: 22 ページ: 3-8
• [雑誌論文] Novel self-compatible lines of Brassica rapa L.isolated from the Japanese bulk-populations (2010)
  • 著者名/発表者名: Isokawa, S.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine-tuning of the cytoplasmic Ca2+ concentration is essential for pollen tube growth. (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Entani, T., Shiba, H., Kakita, M., Nagai, T., Miyawaki, A., Shoji, T., Kubo, K., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Physiology 150 ページ: 1-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine-tuning of the cytoplsmic Ca^<2+> concentration is essential for pollen tube erowth (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 150 ページ: 1-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self- and cross-pollination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Shiba, H., Matoba, K., Miwa, T., Funato, M., Entani, T., Nakayama, P., Shimosato, H., Takaoka, A., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Physiology 144 ページ: 72-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct forms of M-locus protein kinase localize to the plasma membrane and interact directly with S-locus receptor kinase to transduce self-incompatibility signaling in Brassica rapa. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakita, M., Murase, K., Iwano, M., Matsumoto, T., Watanabe, M., Shiba, H., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 3961-3973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the SP11/SCR high-affinity binding site involved in self-nonself recognition in Brassica self-incompatibility. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimosato, H., Yokota, N., Shiba, H., Iwano, M., Entani, T., Che, F.-S., Watanabe, M., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 107-117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct forms of M-Locus protein kinase localize to the plasma membrane and interact directly with S-locus receptor kinase to transduce selfincompatibility signaling in Brassica rapa (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakita, M., Murase, K., Iwano, M., Matsumoto, T., Watanabe, M., Shiba, H., Isogai, A., and Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 3961-3973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self- and cross-pollination (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Shiba, H., Matoba, K., Miwa, T., Funato, M., Entani, T., Nakayama, P., Shimosato, H., Takaoka, A., Isogai, A. and Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Physiology 144 ページ: 72-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the SP11/SCR high-affinity binding site involved in self/nonself recognition in Brassica self-incompatibility (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimosato, H., Yokota, N., Shiba, H., Iwano, M., Entani, T., Che, F.-S., Watanabe, M., Isogai, A., and Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 107-117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self- and cross- pollination. (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Iwano
  • 雑誌名: Plant Physiology 144.1 ページ: 72-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct forms of M-locus protein kinase localize to the plasma membrane and interact directly with S-locus receptor kinase to transduce self-incompatibility signaling in Brassica rapa. (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Kakita
  • 雑誌名: Plant Cell 19.12 ページ: 3961-3973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self- and cross-pollination (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M.
  • 雑誌名: Plant Physiology (in press)
• [雑誌論文] Characterization of the SP11/SCR high-affinity binding site involved in self/nonself recognition in Brassica self-incompatibility (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimosato, H.
  • 雑誌名: Plant Cell 19・1 ページ: 107-117
• [雑誌論文] Direct interaction between S-locus receptor kinase and M-locus protein kinase involved in Brassica self-incompatibility signaling (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakita, M.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 24・2 ページ: 185-190
• [学会発表] レーザーマイクロダイセクションを利用したシロイヌナズナ葯タペート組織における遺伝子発現様態の網羅的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木本剛彰
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台市((震災のため中止)要旨集発行をもって発表成立)
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] アブラナ科植物の自家・他家受粉過程における乳頭細胞微細構造の超高圧電顕トモグラフィー解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩野恵
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台市((震災のため中止)要旨集発行をもって発表成立)
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] アブラナ科植物自家不和合性に関わる膜結合型キナーゼMLPKの活性調節機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 垣田満
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台市((震災のため中止)要旨集発行をもって発表成立)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] アブラナ科植物の自家不和合反応時における細胞内膜輸送系の関与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤花菜江
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台市((震災のため)中止要旨集発行をもって発表成立)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] アブラナ科植物乳頭細胞の三次元電子線トモグラフィーによる解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永井里奈
  • 学会等名: 近畿電顕技術情報交換会 第30回談話会
  • 発表場所: 茨木市
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] Molecular mechanisms of self-incompatibility in the Brassicaceae. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S
  • 学会等名: 21st ICSPR
  • 発表場所: Bristol, UK.
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Molecular mechanisms of self-incompatibility in the Brassicaceae (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: XXI International Congress on Sexual Plant Reproduction (21st ICSPR)
  • 発表場所: Bristol, UK
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Genome-wide analyses of allele-specific expression and DNA methylation in Arabidopsis thaliana (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiba, H.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] シロイヌナズナ乳頭細胞の3次元電子線トモグラフィーによる解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永井里奈
  • 学会等名: 医学生物学電子顕微鏡技術学会
  • 発表場所: 別府市
  • 年月日: 2010-05-16
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in Brassicaceae. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S
  • 学会等名: International Symposium of Cell-Cell Communication in Plant Reproduction.
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2010-05-11
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in the Brassicaceae (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: International Symposium of Cell-Cell Communication in Plant Reproduction
  • 発表場所: Nara, Japan
• [学会発表] アブラナ科植物の受粉時におけるアクアポリンの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小川宣仁
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Analysis of molecular mechanism of self-incompatibility in the Brassicaceae (2010)
  • 著者名/発表者名: Lao, X.
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] アブラナ科植物の雌ずい乳頭細胞で発現する遺伝子群の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大原圭子
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] バイオイメージングによるアブラナ科植物アロ認証機構の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩野恵
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会ワークショップ
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in Brassica. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S
  • 学会等名: Symposium in 9th IPMB
  • 発表場所: St.Louis, USA.
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] Fine tuning of the cytoplasmic calcium concentration is essential for pollen tube growth. (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Isogai, A., Takayama, S.
  • 学会等名: 9th IPMB
  • 発表場所: St.Louis, USA.
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] アブラナ科植物におけるアロ認識機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩野恵
  • 学会等名: 第82回日本生化学会,シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] 被子植物が自家受精を回避するメカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 高山誠司
  • 学会等名: 平成21年度日本動物学会中部支部大会公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-08-01
• [学会発表] アブラナ科植物の受粉時おけるアクアポリンの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩野恵
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] アブラナ科植物の自家不和合性に関わる膜結合型キナーゼMLPKの機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 垣田満
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] アブラナ科植物でみられる劣性SP11の発現抑制機構に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 樽谷芳明
  • 学会等名: 日本農芸化学会2009年度大会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] アブラナ科植物の受粉過程において機能するアクアポリンの探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩野恵
  • 学会等名: 第50回植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] Self-incompatibility system in Brassica and its application for F1-hybrid breeding. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S
  • 学会等名: KRIBB-NAIST Joint Symposium
  • 発表場所: Jeongeup, Korea.
  • 年月日: 2009-02-26
• [学会発表] Self-incompatibility system in Brassica and its application for F1-hybrid breeding (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: KRIBB-NAIST Joint Symposium
  • 発表場所: Jeongeun, Korea
  • 年月日: 2009-02-26
• [学会発表] Three dimensional analysis of the vacuolar atructure in papilla cells during self- and cross-pollination in Brassicaceae (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M.
  • 学会等名: 6th International Symposium on Electron Microscopy in Medicine and Biology 2009
  • 発表場所: Kobe, Japan
• [学会発表] Fine tuning of the cytoplasmic calcium concentration is essential for pollen tube growth (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M.
  • 学会等名: 9th International Plant Molecular Biology
  • 発表場所: St.Louis, USA
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in Brassica (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: Symposium "Pollen/Self-incompatibility" in 9th International Plant Molecular Biology (IPMB)
  • 発表場所: St.Louis, USA
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in Brassica. NAIST GCOE Int. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S
  • 学会等名: Symposium
  • 発表場所: Nara, Japan.
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in Brassica (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: NAIST Global COE International Symposium
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self- and cross-pollination. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Shiba, H., Matoba, K., Takaoka, A., Isogai, A., Takayama, S.
  • 学会等名: 9th APMC
  • 発表場所: Jeju, Korea.
  • 年月日: 2008-11-04
• [学会発表] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self- and cross-pollination. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Shiba, H., Matoba, K., Takaoka, A., Isogai, A. and Takayama, S.
  • 学会等名: 9th Asia Pacific Microscopy Conference (APMC9)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2008-11-04
• [学会発表] Actin dynamics in Papilla cells of Brassica rapa during self- and cross-pollination (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M.
  • 学会等名: 9th Asia Pacific Microscopy Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2008-11-01
• [学会発表] アブラナ科植物でみいだされた自家和合性突然変異系統の遺伝学的解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 五十川祥代
  • 学会等名: 日本育種学会第114回講演会
  • 発表場所: 横須賀
  • 年月日: 2008-10-11
• [学会発表] 免疫組織化学法によるアブラナ科植物受粉過程の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩野恵
  • 学会等名: 第49回組織細胞化学会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2008-10-05
• [学会発表] 受粉過程における花粉と乳頭細胞のCa^<2+>ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩野恵
  • 学会等名: 日本植物学会第72回大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in Brassica (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: Japan-Korea Joint Symposium on Plant Growthand Signal Transduction
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] アブラナ科植物乳頭細胞の三次元電子線トモグラフィードによる解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永井里奈
  • 学会等名: 医学生物学電子顕微鏡学会第24回学術講演会
  • 発表場所: 横須賀
  • 年月日: 2008-05-18
• [学会発表] アブラナ科植物の受粉・受精過程における花粉管Ca2+のモニタリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩野 恵
  • 学会等名: 2008年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 植物細胞におけるアクチンフィラメント可視化への試み (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩野 恵
  • 学会等名: 医学生物学電子顕微鏡技術学会第23回学術講演会(ワークショップ)
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2007-05-20
• [学会発表] アブラナ科植物乳頭細胞液胞の3次元構造の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩野 恵
  • 学会等名: 医学生物学電子顕微鏡技術学会第23回学術講演会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2007-05-20
• [図書] Self-incompatibility systems in flowering plants. In "Plant Developmental Biology.Biotechnological Perspectives" (Vol. 1)(Edited by Pua, E.C., and Davey, M.R.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kaothein-Nakayama, P., Isogai, A., Takayama, S.
  • 出版者: Springer, Heidelberg
• [図書] 「植物の自家不和合性機構-自他識別機構の普遍性と多様性」植物のシグナル伝達-分子と応答-(単行本) (2010)
  • 著者名/発表者名: 垣田満、高山誠司
  • 出版者: 共立出版株式会社
• [図書] "Self-incompatibility system in flowering plant" in Plant Developmental Biology-Biotechnological Perspectives, Vol.1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kaothien-Nakayama, P.
  • 出版者: Springer
• [図書] Self-incompatibility systems in flowering plants. In "Plant Developmental Biology-Biotechnological Perspectives". (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, P
  • 出版者: Springer-Verlag(in press)
• [図書] Milestones identifying self-incompatibility genes in Brassica species. From old stories to new findings. In “Self-Incompatibility in Flowering Plants : Evolution, Diversity, and Mechanisms"(Edited by Franklin-Tong, V.E.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Suzuki, G., Takayama, S.
  • 出版者: Springer, Heidelberg
• [図書] Milestones identifying self-incompatibility genes in Brassica species - From old stories to new findings. In ''Self-Incompatibility in Flowering Plants: Evolution, Diversity, and Mechanisms" (Edited by Franklin-Tong, V.E.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Suzuki, G., and Takayama, S.
  • 出版者: Springer, Heidelberg
• [図書] Milestones identifying self-incompatibility genes in Brassica species : from old stories to new findings. In "Self Incompatibility in Flowering Plants" (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Springer-Verlag
• [備考] ホームページアドレス
  • URL: http://bsw3.naist.jp/takayama/index.html
• [備考]
  • URL: http://bsw3.naist.jp/takayama/index.html
• [備考]
  • URL: http://bsw3.naist.jp/takayama/index.html
• [備考] ホームページアドレス
  • URL: http://bsw3.naist.jp/takayama/index.html