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サクラ属における受精後の雑種不和合性を引き起こす遺伝子およびそのメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14489
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構 (2020-2021)
東京大学 (2018-2019)

研究代表者

鶴田 燃海  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90809740)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード雑種不和合性 / サクラ属 / 詳細マッピング / トランスクリプトーム / 植物防御反応 / 自己免疫反応 / 染井吉野 / 防御反応 / 自己免疫 / 生育不全 / RNA-seq / 発現変動遺伝子 / 植物防御反応遺伝子 / 連鎖解析 / 候補遺伝子 / ALOG domain / 発現解析 / 実生の発達
研究成果の概要

受精後に起こる雑種不和合(Hybrid incompatibility: HI)の理解に向け、サクラ属の雑種実生で見られた生育不全と関連した遺伝子の探索および、発現遺伝子の網羅的解析による生育不全メカニズの推定を行なった。詳細マッピングによりHIに関与するゲノム領域を同定し、その中からHIの候補遺伝子を決定した。さらに、生育不全実生で特異的にアップまたはダウンレギュレートされる遺伝子群を同定することで、植物の病原体への防御反応と関連した遺伝子が過剰発現することにより、雑種実生の生育不全が引き起こされたと結論した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

種分化は最も根本的な生物学的な興味の一つである。本課題の成果は、「近縁種の分布がしばしば重なり、受精前の生殖隔離機構を持たないサクラ属などの植物種では、なぜ種分化が維持されるのだろうか」との問いに対して、受精後に起こる雑種不和合性の重要性とそれを引き起こすメカニズムの一端を示すことができた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Upregulation of defense-related gene expressions associated with lethal growth failure in the hybrid seedlings of Japanese flowering cherry2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuruta Momi, Lian Chunlan, Mukai Yuzuru
    • 雑誌名

      Tree Genetics & Genomes

      巻: 18 号: 3 ページ: 21-21

    • DOI

      10.1007/s11295-022-01552-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hybrid breakdown as a result of up-regulated expression of defense-related genes in the hybrid seedlings of Japanese flowering cherry2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuruta Momi, Lian Chunlan, Mukai Yuzuru
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on a Recent Progress in Forest Ecology and Management 2021

      巻: - ページ: 47-53

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] サクラ属における遺伝基盤の整備と雑種不和合性関連遺伝子の探索2020

    • 著者名/発表者名
      鶴田 燃海
    • 雑誌名

      森林遺伝育種

      巻: 9 号: 2 ページ: 65-69

    • DOI

      10.32135/fgtb.9.2_65

    • NAID

      130007836540

    • ISSN
      2187-3453, 2187-350X
    • 年月日
      2020-04-25
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fine mapping of a locus presumably involved in hybrid inviability (<i>HIs-1</i>) between flowering cherry cultivar <i>Cerasus</i> × <i>yedoensis</i> ‘Somei-yoshino’ and its wild relative <i>C. spachiana</i>2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuruta Momi、Mukai Yuzuru
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 69 号: 4 ページ: 658-664

    • DOI

      10.1270/jsbbs.19078

    • NAID

      130007772613

    • 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] Hybrid breakdown as a result of up-regulated expression of defense-related genes in the hybrid seedlings of Japanese flowering cherry2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuruta Momi, Lian Chunlan, Mukai Yuzuru
    • 学会等名
      International Symposium on a Recent Progress in Forest Ecology and Management 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] サクラの生育不全実生で見られた防御関連遺伝子の高発現2021

    • 著者名/発表者名
      鶴田燃海・練春蘭・向井譲
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会(2021年3月:オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] RNA-seq を用いたサクラ属の生育不全実生で特異的に発現する遺伝子の探索2020

    • 著者名/発表者名
      鶴田燃海・向井譲・練春蘭
    • 学会等名
      131回日本森林学会大会(2020年3月:名古屋)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] サクラ属における組織分化の制御に関与するALOG gene familyの配列比較2019

    • 著者名/発表者名
      鶴田燃海・桐原奏子・向井譲
    • 学会等名
      130回日本森林学会大会(2019年3月:新潟)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] サクラ属における雑種実生の生育不全候補遺伝子の発現特性と塩基配列の変異2019

    • 著者名/発表者名
      桐原奏子・向井譲・片畑伸一郎・鶴田燃海
    • 学会等名
      130回日本森林学会大会(2019年3月:新潟)
    • 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: 2023-01-30  

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