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2022 年度 研究成果報告書

助細胞から胚への細胞運命転換の誘導を通じた多胚性種子の研究

計画研究

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研究領域細胞運命操作による植物生殖システムのリモデリング
研究課題/領域番号 20H05781
研究種目

学術変革領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関横浜市立大学

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)

研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
キーワード重複受精 / 花粉管 / 助細胞 / 多胚性種子 / 助細胞胚 / 助細胞胚乳融合
研究成果の概要

高等植物では、種子前駆組織の胚珠に存在する2つの助細胞が、花粉管を誘引して2つの精細胞を放出させることで卵細胞と中央細胞というメスの配偶子を受精させる。この重複受精で種子は発達を開始する一方、全ての助細胞が細胞死を遂げる。ところが、一部の植物では助細胞が受精後も死なず、胚へと発生する例が報告されている。本研究では助細胞死に関わる転写因子と細胞融合因子の変異に加え、胚発生を促進する因子の異所発現によって、シロイヌナズナで人為的な助細胞由来胚を作らせる生殖改変に挑戦した。助細胞由来胚を含む多胚性種子は未だ得られていないが、次の課題に加え、植物細胞融合の分子機構の一端が明らかとなった。

自由記述の分野

植物生殖学

研究成果の学術的意義や社会的意義

卵細胞の姉妹細胞にあたる助細胞から胚を作出することは、近年需要が高まっているDouble Haploid(DH)技術、すなわち、半数体を介して全ての遺伝子をホモ接合とする形質固定法の開発に貢献する。本研究結果は今後の助細胞胚の作出に役立つと期待される。また、助細胞不活性化のツールとしての位置づけであった助細胞と胚乳の細胞融合機構については、融合制御因子であるCTL17の同定や機能解析を通じて多様な知見が得られた。この結果は被子植物の体づくりの可塑性を新たな視点から考えさせるような研究に繋がる発見といえる。

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公開日: 2024-01-30  

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