• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

生殖細胞に対する光細胞操作を駆使した重複受精機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 13J09285
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子生物・生理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

永原 史織  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード重複受精 / シロイヌナズナ / ライブイメージング / レーザー細胞破壊 / GCS1/HAP2
研究実績の概要

被子植物の重複受精では,2つの精細胞がそれぞれ異なる受精相手,すなわち卵細胞および中央細胞と受精する。正常な種子の発達には両方の受精が達成されることが必須であるが,2つの精細胞を異なる受精相手へと正確に分配する機構など,重複受精の詳細な仕組みは未だ明らかになっていない。そこで本研究では,モデル植物シロイヌナズナを材料に,花粉管と胚珠組織を用いたsemi-in vivo重複受精系による重複受精のライブイメージング解析と顕微細胞操作を駆使して,2つの精細胞の受精相手が決定されるための雌雄配偶子間コミュニケーションの実体を解明することを目指した。
まず,二光子レーザー顕微鏡のフェムト秒パルスレーザーを用いることで,胚珠内の卵細胞または中央細胞の核にレーザーを特異的に照射し,ダメージを与えることに成功した。卵細胞核を破壊した胚珠内における2つの精細胞の挙動をsemi-in vivo重複受精系により観察したところ,残された中央細胞が2つのうち1つの精細胞のみと受精する「多精拒否機構」を有する可能性が示唆された。さらに,精細胞の数が増えたときの雌雄配偶子間コミュニケーションを解析するために,1本の花粉管内に複数ペアの精細胞をもつtetraspore 変異体のノックアウト変異体をCRISPR/Cas9システムにより作出した。この変異体を用い,胚珠内に放出された4つの精細胞の挙動をライブイメージングにより初めて捉えることに成功し,4つの精細胞のうち2つだけがそれぞれ卵細胞および中央細胞と受精することを見出した。これにより,2つの雌性配偶子が1つの精細胞とだけ受精する多精拒否機構を有することで,重複受精が成立していることが示唆された。今後,作出した変異体を用い,より多くの精細胞が放出された際にも1対1での受精が維持されるのかどうかなど,重複受精における多精拒否機構の重要性を明らかにしたい。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Generation of a homozygous fertilization-defective gcs1 mutant by heat-inducible removal of a rescue gene2015

    • 著者名/発表者名
      Shiori Nagahara, Hidenori Takeuchi, Tetsuya Higashiyama
    • 雑誌名

      Plant Reproduction

      巻: 28 号: 1 ページ: 33-46

    • DOI

      10.1007/s00497-015-0256-4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Live-cell analysis of sperm cell positioning during double fertilization in Arabidopsis thaliana2016

    • 著者名/発表者名
      Shiori Nagahara, Yuki Hamamura, Hidenori Takeuchi, Tetsuya Higashiyama
    • 学会等名
      24th International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • 発表場所
      Tucson Marriott University Park, Tucson, Arizona, USA
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受精異常突然変異体gcs1のホモ接合変異体の作出と生理学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      永原史織,武内秀憲,東山哲也
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Live-cell analysis of one-to-one gamete fusion mechanism during double fertilization in Arabidopsis thaliana2014

    • 著者名/発表者名
      Shiori Nagahara, Yuki Hamamura, Hidenori Takeuchi, Tetsuya Higashiyama
    • 学会等名
      International ERATO Higashiyama Live-Holonics Symposium 2014
    • 発表場所
      Nagoya University, Aichi
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Live-cell analysis of gamete communication during double fertilization in Arabidopsis thaliana by laser disruption technique2014

    • 著者名/発表者名
      Shiori Nagahara, Yuki Hamamura, Hidenori Takeuchi, Tetsuya Higashiyama
    • 学会等名
      23rd International Congress on Plant Reproduction
    • 発表場所
      Tiara Atlantic Hotel, Porto, Portugal
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザー細胞破壊とライブイメージングによる重複受精機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      永原 史織
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 顕微細胞操作による重複受精時の精細胞分配機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      永原 史織
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2013-09-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi