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非適応ハプロタイプブロックによるイネ生殖細胞の崩壊と生殖的隔離

研究課題

研究課題/領域番号 18K05576
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分39010:遺伝育種科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

山形 悦透  九州大学, 農学研究院, 准教授 (00600446)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード雑種不稔 / 生殖的隔離 / 減数分裂 / イネ / ハプロタイプ / 接合後生殖的隔離 / O. glaberrima
研究成果の概要

生殖的隔離は種の同一性を維持する障壁として働く。栽培イネOryza sativaとO. glaberrimaの種間雑種において、S18遺伝子はヘテロ接合体における生殖細胞の形態異常、強度の花粉不稔および分離歪みを引き起こす。本研究ではS18非適応ハプロタイプはS18AとS18Bの二遺伝子座による遺伝子複合 (gene complex)からなり、両領域がヘテロ接合型の時にタペート崩壊の遅延と不完全な消失が起こることで高不稔となることを明らかにした。またその原因となる塩基置換を順遺伝学的に同定し、AAゲノム種における多様性解析からS18はO. barthiiに起源することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

病虫害、温暖化や豪雨などの気候変動などの影響に対して堅牢な作物を開発するため、古くから野生種との交雑が行われてきた。しかし、種間交雑における雑種致死や不稔により野生種の持つ有用な性質を栽培種に取り込むことがしばしば困難とある。本研究ではイネ科作物において広く見いだされるタンパク質のアミノ酸置換が雑種不稔を引き起こすことを明らかにした。最近はゲノム編集による塩基置換が可能な状況となっており、ゲノム編集技術等を活用することで、生殖的隔離の打破や制御を可能にし、育種への活用につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Domain unknown function DUF1668-containing genes in multiple lineages are responsible for F1 pollen sterility in rice.2021

    • 著者名/発表者名
      Sakata, M., N. Takano-Kai, Y. Miyazaki, H. Kanamori, J. Wu, T. Matsumoto, K. Doi, H. Yasui, A. Yoshimura, and Y. Yamagata
    • 雑誌名

      Frontier Plant Sci.

      巻: 11 ページ: 632420-632420

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.632420

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Substitution mapping of a locus responsible for hybrid breakdown in populations derived from interspecific introgression line2021

    • 著者名/発表者名
      5.Munguambe, N.E., S. Inoue, Z. Demeter, Y. Yamagata, H. Yasui, S.H. Zheng, D. Fujita
    • 雑誌名

      Frontier Plant Sci.

      巻: 12 ページ: 633247-633247

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.633247

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light-Induced Chloroplast Movements in Oryza species2020

    • 著者名/発表者名
      Kihara Miki, Ushijima Tomokazu, Yamagata Yoshiyuki, Tsuruda Yukinari, Higa Takeshi, Abiko Tomomi, Kubo Takahiko, Wada Masamitsu, Suetsugu Noriyuki, Gotoh Eiji
    • 雑誌名

      journal of Plant Research

      巻: 133 号: 4 ページ: 525-535

    • DOI

      10.1007/s10265-020-01189-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of anther length QTL and construction of chromosome segment substitution lines of Oryza longistaminata2019

    • 著者名/発表者名
      Ogami, T., H. Yasui, A. Yoshimura, Y. Yamagata.
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 8 号: 10 ページ: 388-388

    • DOI

      10.3390/plants8100388

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of introgression lines of AA genome Oryza species, O. glaberrima, O. rufipogon, and O. nivara, in the genetic background of O. sativa L. cv. Taichung 652019

    • 著者名/発表者名
      Yamagata, Y., K. T. Win, Y. Miyazaki, C. Ogata, H. Yasui, A. Yoshimura
    • 雑誌名

      Breed. Sci.

      巻: 69 号: 2 ページ: 359-363

    • DOI

      10.1270/jsbbs.19002

    • NAID

      130007679176

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Four resistance alleles derived from <i>Oryza longistaminata</i> (A. Chev. &amp; Roehrich) against green rice leafhopper, <i>Nephotettix cincticeps</i> (Uhler) identified using novel introgression lines2019

    • 著者名/発表者名
      Thein, H. W., Y. Yamagata, T. V. Mai, H. Yasui
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 69 号: 4 ページ: 573-584

    • DOI

      10.1270/jsbbs.19060

    • NAID

      130007772550

    • ISSN
      1344-7610, 1347-3735
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] F1花粉不稔遺伝子座S21におけるOryza sativa,O. nivaraおよびO. meridionalisの対立遺伝子組み合わせによって分離歪みの方向が変化する2020

    • 著者名/発表者名
      窪田 隆一,阪田 光和,村上 亮,宮崎 雄大,安井 秀,吉村 淳,山形 悦透
    • 学会等名
      日本育種学会第138回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Oryza sativa L.とO. glaberrima Steud.間種間雑種後代のF1花粉不稔に関与する遺伝子座S18の遺伝解析2019

    • 著者名/発表者名
      藤原 渉, 井上 惇之, 安井 秀, 山形 悦透
    • 学会等名
      日本育種学会第136回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Oryza sativa L.とO. glaberrima Steud.間種間交雑に由来するF1花粉不稔遺伝子座S18の近同質遺伝子系統におけるタペート崩壊の異常2019

    • 著者名/発表者名
      藤原渉、井上惇之、久保貴彦、安井秀、吉村淳、山形悦透
    • 学会等名
      日本育種学会第十四回九州育種談話会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Oryza sativa L.とO. glaberrima Steud.間の種間交雑に由来する雑種不稔系統における花粉発達過程の異常2018

    • 著者名/発表者名
      藤原 渉、安井 秀、山形悦透
    • 学会等名
      日本育種学会第13回九州育種談話会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アフリカおよびアメリカ原産イネ野生種に由来するNAM集団を用いたF1花粉不稔遺伝子座の探索2018

    • 著者名/発表者名
      梅原 彩、安井 秀、山形悦透
    • 学会等名
      日本育種学会第13回九州育種談話会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ野生種由来イントログレッション系統群を用いた遺伝子の探索と利用2018

    • 著者名/発表者名
      山形悦透、安井 秀
    • 学会等名
      日本育種学会第13回九州育種談話会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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