| 研究課題/領域番号 |
20H03280
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
丸山 大輔 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 准教授 (80724111)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | 花粉管 / 助細胞 / 細胞融合 / 多精 / 被子植物 / 重複受精 / 卵細胞 / 胚乳 / 多花粉管拒否 / 多精拒否 / 中央細胞 / 助細胞胚乳融合 / シロイヌナズナ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
卵に複数の精子が受精しないように制御する多精拒否のしくみは，生物に広く保存されている．被子植物の場合，卵細胞の隣にある2つの助細胞が，精細胞の運び手である花粉管の誘引を，受精後すぐに停止することで多精のリスクを減らしている．その誘引停止に伴う助細胞の形態変化として，我々は助細胞と胚乳が融合する現象を発見した．この助細胞胚乳融合は，精細胞の放出先を受精不可能な領域へと変更する「切り替えスイッチ」として働くことで多精拒否に貢献する可能性がある．本研究では助細胞胚乳融合の変異体の解析を通じ，被子植物の多精拒否に助細胞胚乳融合がはたす役割を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
被子植物では精細胞が花粉管によって胚珠へ輸送され、花粉管誘引物質を分泌する2つの助細胞の片方に精細胞を放出する。すると、2つある精細胞は卵細胞と中央細胞という2つの雌性配偶子と融合し、重複受精を達成する。一方で精細胞以外の花粉管内容物は雌性配偶子の内部へ進入しないと考えられていた。ところが、我々は花粉管内容物が受精した中央細胞にあたる初期胚乳へと進入する新規の受精現象、「DEAD-End」を発見した。本研究では、受精後胚珠で生じる現象「助細胞胚乳融合」がDEAD-Endにおいて必須であり、卵細胞の複数回の受精を防いでいるという仮説を立て遺伝学的アプローチから検証を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
動物の生殖では、卵に対して多くの精子が同時にアクセスするため、雌雄の配偶子が1対1で受精できるように保証する多精拒否のメカニズムが存在する。被子植物にも同様の仕組みが存在することが示唆されていたが、実態は明らかとなっていない。本研究によって植物の多精拒否のメカニズムの一端が明らかになることで、生物の多様な生殖機構の理解に貢献するとともに、多精を利用した新規の育種技術の開発につながると期待される。
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