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サツマイモ野生種における自家不和合性の分子遺伝学的機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10460004
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 育種学
研究機関三重大学

研究代表者

神山 康夫 (神山 康雄)  三重大学, 生物資源学部, 教授 (80024579)

研究分担者 土屋 亨  三重大学, 生物資源学部, 助手 (30293806)
掛田 克行  三重大学, 生物資源学部, 助教授 (50221867)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2000年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1998年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
キーワード自家不和合性 / S遺伝子座 / 遺伝子地図 / BACライブラリー / 自家和合性突然変異体 / 雌蕊特異的発現プロモーター / サツマイモ野生種 / ヒルガオ科植物 / ESTカタログ / AFLP分析 / RFLP分析 / 柱頭蛋白質 / 雌蕊特異的蛋白質 / 短鎖アルコール脱水素酵素
研究概要

本研究は,サツマイモ近縁野生種における胞子体型自家不和合性の分子遺伝学的機構を明らかにすることを目的としている.この自家不和合性は,1遺伝子座の複対立遺伝子(S遺伝子)によって支配されており,雌蕊と花粉との相互作用の結果,自己花粉の発芽阻害を引き起こし自家受粉が抑制される遺伝的機構である.本研究では,S遺伝子座周辺の連鎖地図を作成するため,S遺伝子型分離集団のRFLP分析によりS遺伝子座に連鎖するDNAマーカーの同定とマッピングを行なった.その結果,6種類のDNAマーカーはS遺伝子座から1cM以内に位置すること,およびこのうちのひとつ(AAM-68)はS遺伝子座と0cMで最も緊密に連鎖していることが明らかになり,S遺伝子座近辺の精密な遺伝子地図を構築した.この遺伝子地図に基づいてS遺伝子をクローニングするため,約4万個のクローンから成るBACライブラリーを作成した.このライブラリーから,S遺伝子座周辺の4種類のDNAマーカーをプローブとしてBACクローンのスクリーニングを行ない,各プローブに対して強いシグナルを示す3〜10個の独立クローンを得た.これらのクローンの解析から,S遺伝子座両末端の範囲を0.1cM以内に限定することができ,この領域をカバーする約100kbのBACクローンを得た.またラムダファージのゲノムライブラリーも作成し、S遺伝子座近辺のクローンを得た。本研究によって,S遺伝子座とその周辺領域のゲノム構造を明らかにするための実験的基盤が確立され,今後塩基配列の解析によってS遺伝子の同定へと研究を発展させる予定である.また本研究では,自然界で見出された自家和合性突然変異体と放射線照射により誘発した自家和合性突然変異体について遺伝学的解析を行なった.その結果,自然変異体ではS遺伝子座の変異遺伝子がドミナントネガティブ作用によって自家和合性を示すこと,,放射線誘発変異体はS遺伝子座を中心とする染色体領域の欠失によって自家和合性に変異したことを明らかにした.さらに,S遺伝子座に連鎖する柱頭蛋白質遺伝子(SSP)のプロモーター領域をクローニングし,GUS遺伝子を用いた形質転換体における発現解析から,雌蕊特異的発現制御部位を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (47件)

  • [文献書誌] Kakeda,K.: "Identification of residues in a hydrophilic loop of the Papaver rhoeas S protein that play a crucial role in recognition of incompatible pollen."Plant Cell. 10. 1723-1732 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jordan,N.D.: "S-protein mutants indicate a functional role for SBP in the self-incompatibility reaction of Papaver rhoeas."Plant Journal. 20. 119-125 (1999)

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  • [文献書誌] Tomimoto,Y.: "A pistil-specific PR-1 like protein of Camellia, its expression, sequence and genealogical position."Breeding Science. 49. 97-104 (1999)

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  • [文献書誌] Watanabe,I.: "Diversity of Azolla japonica, analyzed by random amplified polymorphic DNA."Journal of Japan.ese Botany. 74. 142-149 (1999)

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  • [文献書誌] Hashizume,F.: "Efficient Agrobacterium-mediated transformation and the usefulness of a synthetic GFP reporter gene in leading varieties of Japonica rice."Plant Biotechnology. 16. 397-401 (1999)

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  • [文献書誌] Hobo,T.: "ACGT-containing abscisic acid response element (ABRE) and coupling element 3 (CE3) are functionally equivalent."Plant Journal. 19. 679-689 (1999)

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  • [文献書誌] Hobo,T.: "A bZIP factor, TRAB1, interacts with VP1 and mediates abscisic acid-induced transcription."Proceeding of National Academy of Science, USA.. 96. 15348-15353 (1999)

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  • [文献書誌] Kowyama,Y.: "Sporophytic self-incompatibility in Ipomoea trifida, a close relative of sweet potato."Annals of Botany. 85(A). 191-196 (2000)

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  • [文献書誌] Kakeda,K.: "A self-compatible mutant S allele conferring a dominant negative effect on the functional S allele in Ipomoea trifida."Sexual Plant Reproduction. 13. 119-125 (2000)

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  • [文献書誌] Takei,N.: "Isolation and expression of a pistil-specific chitinase gene in rice (Oryza sativa L.)."Breeding Science. 50. 225-228 (2000)

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  • [文献書誌] Kakeda,K.: "Molecular genetic analysis of self-incompatibility in Hordeum bulbosum."Barley Genetics. 8. 157-159 (2000)

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  • [文献書誌] Guerin,J.: "A DEFICIENS homologue is down regulated during apomictic initiation in ovules of Hieracium."Planta. 210. 914-920 (2000)

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  • [文献書誌] Kowyama,Y.: "Self-incompatibility and reproductive-organ specific gene products in a wild diploid species of the sweet potato."Proceeding of 12th Symposium of Interntional Society of Tropical Root Crops. (in press). (2000)

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  • [文献書誌] 神山康夫 他: "生物の生殖と遺伝的多様性"東北大学遺伝生態研究センター. 131 (1999)

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  • [文献書誌] 神山康夫 他: "花-性と生殖の分子生物学"学会出版センター. 258 (2001)

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  • [文献書誌] Kakeda, K., et al.: "Identification of residues in a hydrophilic loop of the Papaver rhoeas S protein that play a crucial role in recognition of incompatible pollen."Plant Cell. 10. 1723-1732 (1998)

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  • [文献書誌] Jordan, N.D., et al.: "S-protein mutants indicate a functional role for SBP in the self-incompatibility reaction of Papaver rhoeas."Plant Journal. 20. 119-125 (1999)

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  • [文献書誌] Tomimoto, Y.et al.: "A pistil-specific PR-1 like protein of Camellia, its expression, sequence and genealogical position."Breeding Science. 49. 97-104 (1999)

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  • [文献書誌] Watanabe, L., et al.: "Diversity of Azolla japonica, analyzed by random amplified polymorphic DNA."Journal of Japanese Botany. 74. 142-149 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hashizume, F., et al.: "Efficient Agrobacterium-mediated transformation and the usefulness of a synthetic GFP reporter gene in leading varieties of Japonica rice."Plant Biotechnology. 19. 397-401 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hobo, T., et al.: "ACGT-containing abscisic acid response element (ABRE) and coupling element 3 (CE3) are functionally equivalent."Plant Journal. 19. 679-689 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hobo, T., et al.: "A bZIP factor, TRAB1, interacts with VP1 and mediates abscisic acid-induced transcription. Proceed."Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 96. 15348-15353 (1999)

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  • [文献書誌] Kowyama. Y., et al.: "Sporophytic self-incompatibility in Ipomoea trifida, a close relative of sweet potato."Annals of Botany. 85(A). 191-196 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kakeda, K., et al.: "A self-compatible mutant S allele conferring a dominant negative effect on the functional S allele in Ipomoea trifida."Sexual Plant Reproduction. 13. 119-125 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takei, N., et al.: "Isolation and expression of a pistil-specific chitinase gene in rice (Oryza satival L.)."Breeding Science. 50. 225-228 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kakeda, K., et al.: "Molecular genetic analysis of self-incompatibility in Hordeum bulbosum."Barley Genetics. 8. 157-159 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Guerin, J., et al.: "A DEFICIENS homologue is down regulated during apomictic initiation in ovules of Hieracium."Planta. 210. 914-920 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kowyama, Y., et al.: "Self-incompatibility and reproductive-organ specific gene products in a wild diploid species of the sweet potato."Proceed. 12th Symp. Interntl Soc. Tropical Root Crops. in press. (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kowyama,Y.: "Sporophytic self-incompatibility in Ipomoea trifida, a close relative of sweet potato."Annals of Botany. 85. 191-196 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kakeda,K.: "A self-compatible mutant S allele conferring a dominant negative effect on the functional S alelle in Ipomoea trifida."Sexual Plant Reproduction. 13. 119-125 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kakeda,K.: "Molecular genetic analysis of self-incompatibility in Hordeum bulbosum."Barley Genetics. 8. 157-159 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takei,N.: "Isolation and expression of a pistil-specific chitinase gene in rice (Oryza sativa L.)"Breeding Science. 50. 225-228 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Guerin,J.: "A DEFICIENS homologue is down regulated during apomictic initiation in ovules of Hieracium."Planta. 210. 914-920 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kowyama,Y.: "Self-incompatibility and reproductive-organ specific gene products in a wild diploid species of the sweet potato."Proceeding of 12th symposium of the International Society for Tropical Root Crops. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomimoto,Y.: "A pistil-specific PR-1 like protein of Camellia,its expression,sequence and genealogical position"Breeding Science. 49. 97-104 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe,I.: "Diversity of Azolla japonica,analyzed by random amplified polymorphic DNA"Journal of Japanese Botany. 74. 142-149 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hashizume,F.: "Efficient Agrobacterium-mediated transformation and the usefulness of a synthetic GFP reporter gene in Japonica rice"Plant Biotechnology. 16. 397-401 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hobo,T.: "ACGT-containing abscisic acid response element (ABRE) and coupling element 3 (CE3) are functionally equivalent"Plant Journal. 19. 679-689 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hobo,T.: "A bZIP factor,TRAB1,interacts with VP1 and mediates abscisic acid-induced transcription"Proceeding of National Academy of Sciences,USA.. 96. 15348-15353 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kowyama,Y.: "Sporophytic self-incompatibility of Ipomoea trifida,a close relative to sweet potato"Annals of Botany. (in press). (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 神山康夫: "生物の生殖と遺伝的多様性,IGEシリーズ25 (分担執筆)"東北大学遺伝生態研究センター. 131 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 神山康夫: "サツマイモ野生種における自家不和合性関連柱頭蛋白質の分子生物学的解析" 育種学雑誌. 48(1). 30- (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kakeda,K.: "Identification of residues in a hydrophilic loop of the Papaver rhoeas S protein that play a crucial role in recognition of incompatible pollen." Plant Cell. 10. 1723-1731 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hashizume,F.: "Efficient Agrobacterium-mediated transformation in leading varieties of Japonica rice and expression of reporter genes,GUS and GFP in the transformants" Plant Biotechnology. 16(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kowyama,Y.: "Molecular characterization of S-locus specific stigma protein associated with the sporophytic self-incompatibility of Ipomoea." Proceeding of XVth Internatl.Cong.Sex.Plant Reprod.15. 35 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤勝彦: "イネの雌蕊特異的遺伝子の探索" 育種学雑誌. 48(1). 215 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 土屋 亨: "タバコ花柱から得たS-like RNaseのcDNAクローンの遺伝子発現解析" 育種学雑誌. 48(2). 12 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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