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作物における生殖様式の多様性をもたらす機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21380001
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 育種学
研究機関北海道大学

研究代表者

三上 哲夫  北海道大学, 大学院・農学研究院, 教授 (50133715)

研究分担者 小野寺 康之  北海道大学, 大学院・農学研究院, 講師 (80374619)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2010年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2009年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード植物育種 / 遺伝 / テンサイ / ホウレンソウ / 細胞質雄性不稔性 / 雌雄性 / 生殖機構 / 稔性回復核遺伝子
研究概要

アカザ科作物のテンサイおよびホウレンソウはそれぞれ遺伝的均一化をもたらす自家受精を妨げる仕組として細胞質雄性不稔(CMS)および雌雄異株性を発達させた.本研究では,それぞれの仕組みに注目して,植物における生殖様式の多様性をもたらす機構の解明を試みた.
テンサイのOwen型CMSをもたらすタンパク質preSATP6はミトコンドリア内膜でホモ多量体を形成する.本研究では,稔性回復核遺伝子として同定されたRf1の翻訳産物はRF1-preSATP6複合体の形成を通じてpreSATP6ホモ多量体の総量を減少させることによって,花粉稔性回復をもたらしている可能性を示した.さらに,ハマフダンソウを含むテンサイ近縁野生種において,Rf1座は少なくとも16種のアレルが分化していることを明らかにした。Owen CMSとは由来を異にするCMS系統における雄性不稔発現メカニズムの解析と併せて,Rf1座の多様なアレルの進化機構を解析するのが次の課題となる。
ホウレンソウと同じSpinacia属の植物種S. turkestanicaおよびS.tetrandraにおける性型を調査した結果,いずれもホウレンソウと同様に雌雄異株の植物であることを見出した.しかしながら,S.tetrandraの一部のアクセションはホウレンソウおよびS. turkestanicaの雄株が共通して持っているDNA配列(雄特異的DNA)を欠くことが判明した.さらに,このS. turkestanicaアクセションはホウレンソウとは異なる葉緑体ゲノム配列を有することも明らかにした.すなわち,Spinacia属は少なくとも2つのグループによって構成されており,性決定遺伝子座あるいは性染色体の構造が分化している可能性が示された.

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial minisatellite polymorphisms in fodder and sugar beets reveal genetic bottlenecks associated with domestication2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshida
    • 雑誌名

      Biologia Plantarum

      巻: 56 ページ: 369-372

    • DOI

      10.1007/s10535-012-0052-z

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An apple atp9 pseudogene is maintained at high copy number in 'Golden Delicious'-type mitochondria but is present substoichiom-etrically in 'Delicious'-type mitochondria2012

    • 著者名/発表者名
      S.Kato
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 134 ページ: 237-240

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2011.10.030

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Is RNA editing implicated in group II-intron survival in the angiosperm mitochondrial genome?2012

    • 著者名/発表者名
      H.Kagami
    • 雑誌名

      Genome

      巻: 55 号: 1 ページ: 75-79

    • DOI

      10.1139/g11-080

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular basis of cytoplasmic male sterility in beets : an overview、Plant Genetic Resources2011

    • 著者名/発表者名
      三上哲夫
    • 雑誌名

      Characterization and Utilization

      巻: 9 ページ: 284-287

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping of the genes for dioecism and monoecism in Spinaciaoleracea L. : evidence that both genes are closely linked2011

    • 著者名/発表者名
      小野寺康之
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 30 号: 6 ページ: 965-971

    • DOI

      10.1007/s00299-010-0998-2

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular basis of cytoplasmic male sterility in beets : an overview2011

    • 著者名/発表者名
      T.Mikami
    • 雑誌名

      Plant Genetic Resources. Characterization and Utilization

      巻: 9 ページ: 284-287

    • NAID

      120005946638

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An intact mitochondrial cox1 gene and a pseudogene with different genomic configurations are present in apple cultivars 'Golden Delicious' and 'Delicious' : Evolutionary aspects2011

    • 著者名/発表者名
      A.Wakatsuki
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 130 号: 1 ページ: 49-53

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2011.05.037

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A horizontally transferred tRNA^<cys> gene in the sugar beet mitochondrial genome : evidence that the gene is present in diverse angiosperms and its transcript is aminoacylated2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kitazaki
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 68 号: 2 ページ: 262-272

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2011.04684.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymorphic minisatellites in the mitochondrial DNAs of Oryza and Brassica2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Honma
    • 雑誌名

      Current Genetics

      巻: 57 号: 4 ページ: 261-270

    • DOI

      10.1007/s00294-011-0345-3

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Male sterility-inducing mitochondrial genomes : how do they differ?2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kubo
    • 雑誌名

      Critical Reviews in Plant Sciences

      巻: 30 号: 4 ページ: 378-400

    • DOI

      10.1080/07352689.2011.587727

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature controls nuclear import of Tam3 transposase in Antirrhinum.2011

    • 著者名/発表者名
      K.Fujino
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 65 ページ: 146-155

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large 3' UTR of sugar beet rps3 is truncated in cytoplasmic male-sterile mitochondria.2011

    • 著者名/発表者名
      M.Matsunaga
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 30 ページ: 231-238

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial genome diversity in Beta vulgaris L. ssp vulgaris (Leaf and Garden Beet Groups) and its implications concerning the dissemination of the crop.2011

    • 著者名/発表者名
      D.Cheng
    • 雑誌名

      Genetic Resources and Crop Evolution

      巻: 58 ページ: 553-560

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping of the genes for dioecism and monoecism in Spinacia oleracea L.: evidence that both genes are closely linked.2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Onodera
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular basis of cytoplasmic male sterility in beets : an overview.2011

    • 著者名/発表者名
      T.Mikami
    • 雑誌名

      Plant Genetic Resources

      巻: 印刷中

    • NAID

      120005946638

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new source of cytoplasmic male sterility found in wild beet and its relationship to other CMS types

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawanishi
    • 雑誌名

      Genome (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular mapping of a gene conferring resistance to Aphanomyces root rot(black root)in sugar beet(Beta vulgaris L.)

    • 著者名/発表者名
      K.Taguchi
    • 雑誌名

      Euphytica (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mitochondrial genome diversity and male sterility in leaf and garden beets2011

    • 著者名/発表者名
      三上哲夫
    • 学会等名
      VII International Symposium on In Vitro Culture and Horticultural Breeding
    • 発表場所
      Belgium, Ghent
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Mitochondrial genome diversity and male sterility in leaf and garden beets2011

    • 著者名/発表者名
      T.Mikami
    • 学会等名
      VII International Symposium on In Vitro Culture and Horticultural Breeding
    • 発表場所
      In Vitro Culture and Horticultural Breeding (Belgium)
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Genetic analysis of the genes for dioecism and monoecism in Spinaciaoleracea L2011

    • 著者名/発表者名
      小野寺康之
    • 学会等名
      VII EUCARPIA Leafy Vegetables Working Group Meeting
    • 発表場所
      France, Lille
    • 年月日
      2011-08-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Genetic analysis of the genes for dioecism and monoecism in Spinacia-oleracea L2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Onodera
    • 学会等名
      VII EUCARPIA Leafy Vegetables Working Group Meeting
    • 発表場所
      Universite Lille Nord de France (France)
    • 年月日
      2011-08-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The distribution of male sterile cytoplasms in garden and leaf beet germplasm resources.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Mikami
    • 学会等名
      28th International Horticultural Congress
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2010-08-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Linkage analysis of the genes for dioecism and monoecism in Spinacia oleracea L.2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Onodera
    • 学会等名
      28th International Horticultural Congress
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2010-08-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Two different sources of CMS in beets and their distribution in the germplasm collection.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Mikami
    • 学会等名
      2^<nd> International Symposium on Genomics of Plant Genetic Resources
    • 発表場所
      Bologna, Italy
    • 年月日
      2010-04-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Linkage analysis of sex-determining loci in Spinacia oleracea.2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Onodera
    • 学会等名
      9th IPMB Congress Leading Biology through Plant Science
    • 発表場所
      St. Louis, MO-USA
    • 年月日
      2009-10-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Multiple forms of cytoplasmic male sterility(CMS)in beet germplasm : evidence for different CMS mechanisms2009

    • 著者名/発表者名
      T.Mikami
    • 学会等名
      19th EUCARPIA Conference : Genetic Resources Section
    • 発表場所
      Ljubljana, Slovenia
    • 年月日
      2009-05-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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