計画研究
高等植物の生殖過程には、「他の植物種と交雑することなく自らのゲノムを維持するシステム」が存在するとともに、種内の遺伝的多様性を保持する機構である自家不和合性(SI)に雌雄間自他識別システムがあり、これには、リガンド・レセプターという「鍵と鍵穴」が機能している。一方、「鍵と鍵穴」が機能せず、SIを失った複二倍体種も自然界には多く存在する。両親複二倍体種はSIであり、その種から合成した人工複二倍体種もSIを維持するのに対して、栽培化の歴史の中で選抜された自然複二倍体種は自家和合性(SC)に変化している。本研究では、この変化に着目し、倍数性・ゲノム安定性という観点から複二倍体種がSIからSCへと変化できる分子機構に関わる「鍵と鍵穴」を領域内共同研究として展開し、解明することを目的とする。さらに関連した「鍵と鍵穴」分子の機能解析も行う。本年度は、B. napusの受粉システムの変化を理解するために、分離世代でのS対立遺伝子の挙動と表現型の連関を調査し、S遺伝子での説明が困難であることが判明した。新規一側性不和合性については、これまでの研究成果をNature Plantsに発表した。新規な「鍵と鍵穴」分子について、低分子ペプチドについて、in vitroでの実験の再現に可能性を見いだした。アウトリーチ活動も行い、50件を超える出前講義等を行い、講義後の手紙に返事を書き、実施した小学校、高校の教員から高い評価を得た。
2: おおむね順調に進展している
B. napusの自家和合性については、分離世代でのS対立遺伝子の挙動と表現型の連関を調査し、単純な分離ではないことが判明した。一方で、交雑組合せにより分離比が異なることから、適切な組合せを選ぶことで、遺伝学的な解析が可能になる可能性があると考えた。一側性不和合性については、Nature Plantsに科研費番号が記載された形で、受理・掲載された。また、この研究発表が「日本育種学会優秀発表賞」を受賞した。さらに、この発表の波及効果として、いくつかの日本語での雑誌など(ライフサイエンス新着論文レビュー、アグリバイオ、Nature Plantsインタビュー記事)に発表でき、日本国内の研究者・国民により分かりやすい形で公表できたことは、評価できる。一方、低分子ペプチドの機能解明に向けたin vitroでの実験系がin vivoでの実験と類似の表現型を示したことから、この系を発展させることが有意義であると判断した。アウトリーチ活動については、仙台市教育委員会から感謝状を贈呈され、公式にこうした活動が評価されていると考えられる。
B. napusの自家和合性の遺伝学的な解析については、S対立遺伝子上に存在する雌雄S因子であるSP11、SRKの構造を詳細に解析し、エピゲノム情報についても獲得を目指す。また、起源の異なる集団間で生じる一側性不和合性については、多様な起源のB. rapa、B. oleaceaなどを材料として、PUI1, SUI1の対立遺伝子を可能な限り習得し、その多様性と機能との関連を調査する。受粉に関連した因子の解析では、その遺伝子破壊系統と野生型の表現型を比較して、受粉時の機能を解明する。また、アウトリーチ活動を20件以上行い、国民への情報発信、社会貢献にも寄与する。
アウトリーチ活動については http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/activty/delivery/ 参照
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Nature Plants
巻: 3 ページ: 17096
10.1038/nplants.2017.96 | www.nature.com/natureplants
ライフサイエンス 新着論文レビュー
巻: - ページ: -
10.7875/first.author.2017.074.
http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/plant/
http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/
