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アブラナおよびペチュニアの自家不和合性の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 11238205
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

磯貝 彰  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 (20011992)

研究分担者 岩野 恵  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教務職員 (50160130)
柴 博史  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (20294283)
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, 助教授 (70273836)
研究期間 (年度) 1999 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
98,700千円 (直接経費: 98,700千円)
2003年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円)
2002年度: 21,300千円 (直接経費: 21,300千円)
2001年度: 21,200千円 (直接経費: 21,200千円)
2000年度: 21,200千円 (直接経費: 21,200千円)
1999年度: 18,000千円 (直接経費: 18,000千円)
キーワード自家不和合性 / アブラナ / ペチュニア / ウメ / S-レセプターキナーゼ / S-RNase / Fボックスタンパク質 / 自他認識 / S遺伝子 / 花粉因子 / 自他識別 / 受容体キナーゼ / リガンド / RNase / F-box蛋白質 / シグナル伝達 / 情報伝達 / S-Rnase
研究概要

1.アブラナの自家不和合性
雌ずいのSRK受容体下流の情報伝達系の解明を目的として、自家和合性変異株イエローサルソンの原因遺伝子Mのポジショナルクローングを行った。その結果、M遺伝子は、MLPKと名付けた新規膜結合型蛋白質キナーゼをコードしていることが示された。変異株においては、1塩基非同義置換によりMLPKはキナーゼ活性を失っていることが判明した。この変異株の柱頭に野生型MLPKを一過的に発現させると自家不和合性が回復することが示され、MLPKが自家不和合性の情報を正に伝達する鍵因子であることが明らかとなった。MLPKは、これまでに機能が殆ど解明されていない受容体様細胞質キナーゼ(RLCK)ファミリーに属する蛋白質であったが、細胞膜に局在しており、恐らくSRK近傍で機能していると考えられた。MLPKの活性化機構や基質を明らかにすることで情報伝達系の解明が加速するものと期待される。
2.ペチュニアの自家不和合性
昨年度、ナス科植物ペチュニアと同じ配偶体型自家不和合性を示すバラ科植物ウメのS遺伝子座の解析から、花粉因子の有力な候補遺伝子SLFを発見した。しかし、ウメを用いての形質転換による機能証明は困難であったことから、本年度は、そのオルソログをペチュニアで探索した。その結果、ペチュニアの3つのSハプロタイプからSLFオルソログと推定される遺伝子を単離することができた。現在、花粉因子としての機能の証明を、形質転換の手法を用いて進めている。また、SLFはFボックス蛋白質として、推定標的蛋白質であるS-RNaseの蛋白質分解に関与していると期待される。SLFのS-RNaseとの相互作用の検証と、Fボックス蛋白質としての機能検証が、今後の重要研究課題として残されている。

報告書

(5件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (45件)

  • [文献書誌] Takayama, S.: "Molecular mechanism of self-recognition in Brassica self-incompatibility."J.Exp.Bot.. 54. 149-156 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kakizaki, T.: "Linear dominance relationship among four class-II S haplotypes in pollen is determined by the expression of SP11 in Brassica self-incompatibility."Plant Cell Physiol.. 44. 70-75 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shiba, H.: "Genomic organization of the S-locus region of Brassica."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67. 622-626 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Entani, T.: "Comparative analysis of the self-incompatibility (S-) locus region of Prunus mume : identification of a pollen-expressed F-box gene with allelic diversity."Genes Cells. 8. 203-213 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki, G.: "The S haplotypes lacking SLG in the genome of Brassica rapa."Plant Cell Rep.. 21. 911-915 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Iwano, M.: "Immunohistochemical studies on translocation of pollen S-haplotype determinant in self-incompatibility of Brassica rapa."Plant Cell Physiol.. 44(4). 428-436 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe, M.: "Recent progress on self-incompatibility research in Brassica species."Breeding Sci.. 53. 199-208 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mishima, M.: "Structure of the male determinant factor for Brarsica self-incompatibility."J.Biol.Chem.. 278(38). 36389-36395 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Iwano, M.: "Calcium crystals in the anther of Petunia the existence and biological significance in the pollination process."Plant Cell Physiol.. 45. 40-47 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Murase, K.: "A membrane-anchored protein kinase involved in Brassica self-incompatibility signaling."Science. 303. 1516-1519 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiba: "The dominance of alleles controlling self-incompatibility in Brassica pollen is regulated at the RNA level"Plant Cell. 14. 491-504 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takayama: "Peptide signalling in plants"Curr. Opin. Plant Biol.. 5. 382-387 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Isogai: "Molecular mechanism for the recognition reaction in the self-incompatibility of Brassica species"Porc. Japan Acad.. 78,Ser.B. 241-249 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takayama: "Molecular mechanism of self-recognition in Brassica self-incompatibility"J. Exp. Bot.. 54. 149-156 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kakizaki: "Linear dominance relationship among four class-II S haplotypes in pollen is determined by the expression of SP11 in Brassica self-incompatibility"Plnat Cell Physiol.. 44. 70-75 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Entani: "Comparative analysis of the self-incompatibility (S-)locus region of Prunus mume : identification of a pollen-expressed F-box gene with allelic diversity"Genes Cells. 8. 202-213 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiba: "Genomic organization of the S-locus region of Brassica"Biosci. Biotechnol. Biochem.. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] G.Suzuki: "The S haplotypes lacking SLG in the genome of Brassica rapa"Plant Cell Rep.. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwano: "Immunohistochemical studies on translocation of pollen S-haplotype determinant in self-incompatibility of Brassica rapa"Plant Cell Physiol.. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 磯貝 彰: "植物は自分の花粉をどうやって見分けるか-アブラナ科植物の自家不和合性の分子機構"蛋白質核酸酵素. 47(6). 700-707 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiba: "A pollen coat protein, SP11/SCR, determines the pollen specificity in the self-incompatibility of Brassica"Plant Physiol.. 125(4). 2095-2103 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takayama: "Direct ligand-receptor complex interaction controls Brassica self-incompatibility"Nature. 413. 534-538 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiba: "The dominance of alleles controlling self-incompatibility in Brassica pollen is regulated at the RNA level"Plant Cell. 14(2)(In press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 磯貝 彰: "植物は自分の花粉をどうやって見分けるか"蛋白質核酸酵素. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 柴 博史: "植物の自家不和合性の謎が解けた"化学. 56(8). 18-23 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takada: "Characterization of expressed genes in the SLL2 region of self-incompatibile Arabidopsisi thaliana"DNA Research. 8. 215-219 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hatakeyama: "The S receptor kinase gene determines dominance relationships in stigma expression of self-incompatibility in Brassica"Plant J.. 26(1). 69-76 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kai: "Sequence comparisons among dispersed members of the Brassica S multigene family in an S9 genome"Mol. Genet. Genomics. 265. 526-534 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takayama: "The pollen determinant of self-incompatibility in Brassica campestris."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97(4) . 1920-1925 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takasaki: "The S receptor kinase determines self-incompatibility in Brassica stigma."Nature. 403. 913-916 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takayama: "Isolation and characterization of pollen coat proteins of Brassica campestris that interact with S-locus related glycoprotein 1 involved in pollen-stigma adhesion"Proc.Natl Acad.Sci.USA. 97(7). 3765-3770 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Watanabe: "Highly divergent sequences of the pollen self-incompatibility (S) gene in calss-I haplotypes of Brassica campestris (syn.rapa) L."FEBS Letters. 473. 139-144 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Watanabe: "Genomic organization of the SLG/SRK region of the S-locus in Brassica species."Annals Botany. 85 (Supplement). 155-161 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiba: "Alteration of the self-incompatibility phenotype in Brassica by transformation of the antisense SLG gene."Biosci.Biotech.Biochem.. 64(5). 1016-1024 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiba: "A pollen caot protein, SP11/SCR, determines the pollen specificity in the self-incompatibility of Brassica(in press)"Plant Physiol.. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Entani: "Centromeric localization of an S-Rnase gene in Petunia hybrida Vilm"Theopr.Appl.Genet.. 99. 391-397 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Watanabe: "Molecular biology of self-incompatibility in Brassica species"Plant Biotechnol.. 16(4). 263-272 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] G.Suzuki: "Genomic oraganization of the S locus : Identification and characterization of genes in SLG/SRK region of S9 haplotype of Brassica campestris(svn.rapa)"Genetics. 153. 391-400 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takasaki: "Introduction of SLG(S locus glycoprotein) alters the phenotype of endogenous S haplotype, but confers no new S haplotype sepcificitv in Brassica rapa L"Plant Mol.Biol.. 40. 659-668 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Watanabe: "Two anther-expressed genes downstream of SLG9 : Identification of a novel S-linked gene specifically expressed in anthers at uninucleate of Brassica campestris(svn.rapa)I"Sex.Plant Reprod.. 12. 127-134 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Entani: "Relationship between polyploydy and pollen self-incompatibility phenotype in Petunis hybrida Vilm"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 63(11). 1882-1888 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takasaki: "The S receptor kinase determines self-incompatibility in Brassica stigma"Nature. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takayama: "The pollen determinant of self-incompatibility in Brassica campestris"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Iwano: "X-ray microanalysis of papillar cells and pollen grains in the pollination process in Brassica using variable-pressure scanning electron microscope"J.Electron Microsc.. (In press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takayama: "Isokation and characterization of coat proteins of Brassica campestris that interact with S-locus realted glvcoprotein 1 involved in pollen-stigma adhesion"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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