植物の生殖過程を通じた遺伝子発現プロファイリング

2006 年度 実績報告書

• 研究領域: 植物の生殖におけるゲノム障壁成果分析
• 研究課題/領域番号: 18075012
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 倉田 のり 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 教授 (90178088)
• 研究分担者: 渡辺 正夫 東北大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (90240522) ; 堤 伸浩 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00202185) ; 鳥山 欽哉 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (20183882) ; 松岡 信 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (00270992) ; 服部 束穂 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (10164865)
• キーワード: 植物生殖 / 発現解析 / マイクロアレイ

研究概要

[研究目的]
「ゲノム障壁」の支援班における研究サポートは、主に生殖の全過程についてマイクロアレイを用いて遺伝子発現のプロファイルをとり、遺伝子発現の全体像を基盤情報として整備すると同時に、速やかに個々の班員の研究に役立てることである。生殖の各ステップを時間軸で細かに区切ることが可能なイネのマイクロアレイを用いて解析を進める。平行して、微少組織から特定ステージの細胞群をマイクロダイセクションにより切り取ったサンプルによる発現解析も行う。班員はこの結果を速やかに利用し、候補遺伝子の絞り込み、シグナル経路上の関連遺伝子の抽出などを行う。このように支援班は、生殖過程を通じての遺伝子発現の全体像を捉え基盤的情報整備を行うと同時に、個別の計画および公募研究をマイクロアレイ実施面でサポートし、遺伝子発現情報の速やかな利用を促す。
[研究成果]
Affymetrix社並びにAgilent社のマイクロアレイについて試験的なハイブリダイゼーション実験と結果の解析を行った。マイクロアレイのデータの正規化方法を検討した結果、業者が奨めるquantile normalization法よりもglobal scalingが妥当との結論を得た。
生殖ステージは、穎花または葯で10ステージ12組織、受粉から受精までの柱頭および子房で5ステージ7組織、受精から胚乳分化発生期までで5ステージ10組織に分類した。各組織からアレイ3回分のサンプルを収集し、現在までにAffymetrix社のアレイを用いて全組織について2回のハイブリダイゼーション実験を行った。
また班員からの要望が3件あり、異なる系統、組織間での遺伝子発現パターンの比較実験を行った。そのうちの1件ではαアミラーゼ遺伝子が高発現していることが確認され、胚乳が早期に消費される表現型と一致する結果であった。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of the SP11/SCR High-Affinity Bingding Site Involved in Self/Nonself Recognition in Brassica Self-Incompatibility. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimosato, H.
  • 雑誌名: The Plant Cell 19 ページ: 107-117
• [雑誌論文] Retrograde regulation of nuclear gene epression in CW-CMS of rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujii, S.
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol. 63 ページ: 405-417
• [雑誌論文] Six-rowed barley originated from a mutation in a homeodomain-leucine zipper 1-class homeobox gene. (2007)
  • 著者名/発表者名: Komatsuda, T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. 104 ページ: 1424-1429
• [雑誌論文] Control of FWA gene silencing in Arabidopsis thaliana by SINE-related direct repeats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, Y.
  • 雑誌名: Plant J. 49 ページ: 38-45
• [雑誌論文] Identification and characterization of cytokinin-signalling gene families in rice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y
  • 雑誌名: Gene 382 ページ: 57-65
• [雑誌論文] Mapping of a pair of reproductive barriers observed in the cross of Nipponbare and Kasalath. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mizuta, Y.
  • 雑誌名: Rice Genet. Newslet. 23 ページ: 33-35
• [雑誌論文] The Oryza bacterial artificial chromosome library resource : Construction and analysis of 12 deep-coverage large-insert BAC libraries that represent the 10 genome types of the genus Oryza. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ammiraji, J.S.S.
  • 雑誌名: Genome Res. 16(1) ページ: 140-147
• [雑誌論文] PAIR2, a protein binding to chromosome axes, is essential for homomlogous chromosome synapsis in rice meiosis I. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K. I.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 119 ページ: 217-225
• [雑誌論文] Oryzabase : An integrated biological and genome information database for rice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kurata, N.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 140 ページ: 12-17
• [雑誌論文] PLASTOCHRON2 regulates leaf initiation and maturation in rice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu, T.
  • 雑誌名: The Plant Cell 18(3) ページ: 612-625
• [雑誌論文] Anther-specific genes, which expressed through microsporogenesis, are temporally and apatially regulated in model legume, Lotus japonicus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Masuko, H.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 81 ページ: 57-62
• [雑誌論文] Comparative analysis of the S-intergenic region in class-II S haplotypes of self-incompatible Brassica rapa (syn. Compestris). (2006)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki, T.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 81 ページ: 63-67
• [雑誌論文] Molecular characterization of two anther-specific genes encoding putative RNA-binding proteins, AtRBP 45s, in Arabidopsis thaliana. (2006)
  • 著者名/発表者名: Park, J. I.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 81 ページ: 355-359
• [雑誌論文] Molecular Mechanisms of Selt-Incompatibility I Brassicaceae. (2006)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 雑誌名: Floriculture, Ornamental and Plant Biotech. 1 ページ: 552-555
• [雑誌論文] Molecular characterization of mature pollen-specific genes encoding novel small cysteine-rich proteins in rice (Oryza sative L.). (2006)
  • 著者名/発表者名: Park, J. I.
  • 雑誌名: Plant Cell Rep. 25 ページ: 466-474
• [雑誌論文] Evidence for transit peptide acquision through duplication and subsequent frameshift mutaion of a preexisting protein gene in rice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ueda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Evol. 23(12) ページ: 2405-2412
• [雑誌論文] Different amounts of DNA in each mitochondrion in rice root. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takanashi, H.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 81 ページ: 215-218
• [雑誌論文] Promoter shuffling at a nuclear gene for mitoshondrial RPL27. Involvement of interchromosome and subsequent intrachromosome recombinations. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ueda, M.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 141 ページ: 702-710
• [雑誌論文] The mitochondrial fission regulator DRP3B does not regulate cell death in plants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshinaga, K.
  • 雑誌名: Ann. Bot. 97 ページ: 1145-1149
• [雑誌論文] Dynamic Mitochondria, their Fission and Fusion in Higher Plants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Arimura, S.
  • 雑誌名: Biotechnology in Agriculture and forestry 58 ページ: 225-240
• [雑誌論文] INVOLVEMENT OF ALDEHYDE DEHYDROGENASE IN ALLEVIATION OF POST-ANOXIC INJURY IN RICE. (2006)
  • 著者名/発表者名: Meguro, N.
  • 雑誌名: Abiotic Stress Tolerance in Plants ページ: 111-119
• [雑誌論文] Abolition of the tapetum suicide program ruins microsporogenesis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawanabe, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 47(6) ページ: 784-787
• [雑誌論文] Erect leaves caused by brassinosteroid deficiency increase biomass production and grain yield in rice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T.
  • 雑誌名: Nature Biotech. 24(1) ページ: 105-109
• [雑誌論文] GAMYB controls different sets of genes and is differentially regulated by microRNA in aleurone cells and anthers. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, H.
  • 雑誌名: The Plant J. 47 ページ: 427-444
• [雑誌論文] Production and characterization of auxin-insensitive rice by overexpression of a mutagenized rice IAA protein. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, A.
  • 雑誌名: The Plant J. 46 ページ: 297-306
• [雑誌論文] The rice SPINDLY gene functions as a negaive regulator of gibberellin signaling by controlling suppressive function of the DELLA protein, SLR1, and modulating brassinosteroid synthesis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shimoda, A.
  • 雑誌名: The Plant J. 48 ページ: 390-402
• [雑誌論文] The Role of OsBRI1 and Its Homologous Genes, OsBRL1 and OsBRL3, in Rice^1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, A.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 140 ページ: 580-590
• [雑誌論文] Morphological Alteration Caused by Brassionoosteroid Insensitivity Increases the Biomass and Grain Production of Rice^1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Marinaka, Y.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 141 ページ: 924-931
• [雑誌論文] Ectopic Wxression of KNOTTED1-Like Homeobox Protein Induces Expression of Cytokinin Biosynthesi Genes in Rice^1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T.
  • 雑誌名: Plant Physisol. 142 ページ: 54-62
• [雑誌論文] Characterization of CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS AND DWARFISM Homologs in Rice(Oryza sativa L.) (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T.
  • 雑誌名: J Plant Growth Regul 25 ページ: 245-251
• [雑誌論文] Maintenance of DNA methylation during the Arabidopsis life cycle is essential for parental imprinting. (2006)
  • 著者名/発表者名: Jullien, P. E.
  • 雑誌名: Plant Cell 18 ページ: 1360-1372
• [図書] 化学と生物 Vol.45(1) (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤本 優
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 学会出版センター
• [図書] 化学と生物 Vol.45(1) (2007)
  • 著者名/発表者名: 有村 慎一
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 学会出版センター
• [図書] 化学と生物 Vo1.45(1) (2007)
  • 著者名/発表者名: 有村 慎一
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 学会出版センター
• [図書] 化学と生物45 (2) (2007)
  • 著者名/発表者名: 星野 敦
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 学会出版センター
• [図書] クロモソーム・植物染色体研究の方法 (2006)
  • 著者名/発表者名: 倉田のり
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 養賢堂・東京
• [図書] 遺伝 (2006)
  • 著者名/発表者名: 倉田のり
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: エヌ・ティー・エス・東京
• [図書] プラントミメティクス-植物に学ぶ- (2006)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 正夫
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: エヌ・ティー・エス・東京
• [図書] Biothchnology in Agriculture and Forestry 58 (2006)
  • 著者名/発表者名: Arimura, S.
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Springer-Verlag
• [図書] Abiotic Stress Tolerance in Plants : Toward the Improvement of Global Environment and Food. (2006)
  • 著者名/発表者名: Meguro, N.
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: Springer
• [図書] 遺伝学の基礎 (2006)
  • 著者名/発表者名: 鳥山 欽哉
  • 総ページ数: 32
  • 出版者: 朝倉書店