| 研究課題/領域番号 |
22K05581
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39010:遺伝育種科学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高田 美信 東北大学, 生命科学研究科, 技術専門職員 (30451610)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | アブラナ科植物 / 自家不和合性 / 一側性不和合性 / 花粉・柱頭情報伝達 / 受粉時不和合性 / 種内一側性不和合性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アブラナ科植物の受粉時認識・不和合性機構には、S遺伝子座を介した自己認識による自家不和合性；SIが知られている。しかし、アブラナ科植物のゲノム中には受粉時不和合性を引き起こす潜在的な未同定のリガンド・受容体が存在すると考えられている。本研究課題は新規に見出した。種内一側性不和合性現象の原因遺伝子単離解析を行う。得られる成果は植物育種学研究のみならず、進化生態学的研究においても新規かつ重要な知見をもたらすと期待できる。
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| 研究実績の概要 |
アブラナ科植物Brassica rapa集団の自殖による近交系統育成とその総当たり交配試験の結果からこれまでに報告の無い、新規な交一側性不和合性組合せ(UIb)を見出し、その原因遺伝子解明を行っている。これまでの研究で遺伝学的にUIbの♂側、♀側の両候補遺伝子が代表者自身で以前に単離した日本とトルコ由来系統間で起こる一側性不和合性(UI)の原因遺伝子座と同一である可能性を示す結果を得られている。本年度はUIbの♀側系統S27が持つSUI1アレルであるSUI1-3をB. rapaに遺伝子導入個体の表現型を調査したところ、UIb形質を付与することができなかった。3個体の形質転換個体への遺伝子導入は確認できたものの、遺伝子発現が極めて低いことが原因と考察した。より多数の形質転換個体の作出を目指して研究を進めるとともに、内在SUI1遺伝子の影響を考慮して、遺伝的背景を変更する試みを継続中である。花粉側因子については、候補遺伝子である並列に3つの重複が見られるPUI1遺伝子の簡易的な発現解析と多型解析を行ったところ、3つの重複PUI1遺伝子のうち、PUI1-7は開始コドン後4bpにstopコドンを生じる変異が存在していること、もう一つPUI1-3は葯内での発現量が低いという結果を得た。これらにより、残りのPUI1-4遺伝子がUIbの花粉側原因因子ではないかと推察した。現在までにPUI1-3, PUI1-7遺伝子導入個体の作成には成功し、その表現型が花粉側UIbを示さなかったことからPUI1-4が原因遺伝子であるという予測を支持する成果を得ている。しかしながらPUII1-4導入個体作成が遅れたことから、本年中に表現型調査を行うことができなかった。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
詳細なマッピングと多型解析ならびに発現解析の結果から、新規な受粉時不和合性(一側性不和合性)組合せを支配する柱頭側・花粉側の両因子候補を単離するに至っている。柱頭側因子に関しては遺伝子導入個体を作出したものの、導入当代での表現型付与は認められなかった。花粉側候補因子については最も有力な候補としているPUI1-4遺伝子導入個体の作出が遅れたことで、本年度中の表現型解析はできなかった。そこで、研究期間の延長申請を行い、来年度中の達成を目指す
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| 今後の研究の推進方策 |
作出済みの形質転換植物を用いて、UIb形質が付与されるかどうかを確認する。昨年度の結果から、UI形質と自家不和合性形質を厳密にコントロールした系統を用いた実験が必須であるが、既に複数のS遺伝子型背景のUI系統を育成済みであり、問題は生じない。
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