被子植物における配偶子融合の分子認証機構の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 動植物に共通するアロ認証機構の解明
• 研究課題/領域番号: 21112007
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 岡本 龍史 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (50285095)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 卵細胞 / 精細胞 / 受精 / 植物 / 配偶子融合 / 核の合一

研究概要

被子植物における配偶子融合過程および受精卵の活性化・初期発生過程の分子基盤を明らかにすることを目的として、研究を推進した。イネ雌雄配偶子・受精卵のオーム解析および同定遺伝子の機能解析により、生殖過程に関与する遺伝子が特定された。さらには、受精卵中における核融合（核の合一）過程の動態観察、および核合一ステージを指標とした初期発達受精卵の分子生物学的解析により、受精誘導性遺伝子の発現機構の一端を明らかにした。
これらの結果は、発生学および植物学分野に対する共通基礎的な知見を提供し、かつ、卵細胞から受精卵への変換メカニズムを支える分子基盤の解明につながるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of proteins enriched in rice egg or sperm cells by single-cell proteomics (2013)
  • 著者名/発表者名: Abiko M., Furuta K., Yamauchi Y., Fujita C., Taoka M., Isobe T., and Okamoto T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8(7) ページ: e69578
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0069578
• [雑誌論文] Gene expression profiles in rice gametes and zygotes : Identification of gamete-enriched genes and upor down-regulated genes in zygotes after fertilization (2013)
  • 著者名/発表者名: Abiko M., Maeda H., Tamura K., Hara-Nishimura I. and Okamoto T.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot 巻: 64 ページ: 1927-1940
  • DOI: 10.1093/jxb/ert054
• [雑誌論文] In vitro fertilization with isolated rice gametes : production of zygotes and zygote and embryo culture (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto T.
  • 雑誌名: Methods Mol. BiolMethods Mol. Biol 巻: 710 ページ: 17-27
  • DOI: 10.1007/978-1-61737-988-8_2
• [雑誌論文] Distinct gene expression profiles in egg and synergid cells of rice as revealed by cell type-specific microarrays (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi T., Takanashi H., Mogi M., Takahashi H., Kikuchi H., Yano K., Okamoto T., Fujita M., Kurata N. and Tsutsumi N.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 155 ページ: 881-891
  • DOI: 10.1104/pp.110.167502
• [雑誌論文] Gamete fusion site on the egg cell and autonomous establishment of cell polarity in the zygote (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto T.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 5 ページ: 1464-1467
  • DOI: 10.4161/psb.5.11.13468
• [雑誌論文] Positional relationship between the gamete fusion site and the first division plane in the rice zygote (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K., Uchiumi T. and Okamoto T.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot 巻: 61 ページ: 3101-3105
  • DOI: 10.1093/jxb/erq131
• [雑誌論文] Asymmetric cell division of rice zygotes located in embryo sac and produced by in vitro fertilization (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato A., Toyooka K., and Okamoto T.
  • 雑誌名: Sex Plant Reprod 巻: 23 ページ: 211-217
  • DOI: 10.1007/s00497-009-0129-9
• [雑誌論文] Rice fruit development is associated with an increased IAA content in pollinated ovaries (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchiumi T. and Okamoto T.
  • 雑誌名: Planta 巻: 232 ページ: 579-592
  • DOI: 10.1007/s00425-010-1197-7
• [雑誌論文] Studies of mitochondrial morphology and DNA amount in the rice egg cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Takanashi, H., Ohnishi, T., Mogi, M., Okamoto, T., Arimura, S and Tsutsumi N.
  • 雑誌名: Curr. Genet 巻: 56 ページ: 33-41
  • DOI: 10.1007/s00294-009-0277-3
• [雑誌論文] Involvement of polypyrimidine tract-binding protein (PTB) related proteins in pollen germination in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Wang S. and Okamoto T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 50 ページ: 179-190
  • DOI: 10.1093/pcp/pcp059
• [学会発表] Relationship between karyogamy progression and onset of de novo gene expression in rice zygotes produced by in vitro (2014)
  • 著者名/発表者名: Onishi, Y., Abiko, M., Okamoto, T.
  • 学会等名: 23rd International Congress on Sexual Plant Reproduction
  • 発表場所: Port, Portgul
  • 年月日: 20140700
• [学会発表] Dynamics of male and female chromatin during karyogamy in rice zygotes (2014)
  • 著者名/発表者名: Toda, E., Ohnishi, Y., Okamoto, T.
  • 学会等名: 23rd International Congress on Sexual Plant Reproduction, Port
  • 発表場所: Port, Portgul
  • 年月日: 20140700
• [学会発表] イネ受精卵中の核合一過程の観察および核融合における雌雄配偶子の機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西由之佑、岡本龍史
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] イネ卵細胞・受精卵への物質導入系の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古田顕尚、岡本龍史
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20130900
• [学会発表] Proteome and transcriptome analyses toward identification of molecules involving in rice gamete fusion (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T.
  • 学会等名: International symposium on the mechanisms of sexual reproduction in animals and plants
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] イネ単離精細胞、卵細胞および受精卵のオーム解析による配偶子融合関連因子の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安彦真文、岡本龍史
  • 学会等名: 日本植物生理学会第53回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] 受精点と受精卵の極性軸形成および不等分裂面形成位置の関係性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡本龍史、佐藤明子、中島啓介
  • 学会等名: 日本植物生理学会第53回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120300
• [図書] Gene and protein expression profiles in rice gametes and zygotes : a cue for understanding the mechanisms in gametic and/or early zygotic development of angiosperms. In Sexual Reproduction in Animals and Plants (Eds, Sawada H., Inoue H., Iwano M.) (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, T.
  • 総ページ数: 369-382
  • 出版者: Springer
• [図書] 第7章:被子植物の受精2:花粉管の伸長とガイダンス、配偶子の融合、核の合一、動植物の受精学:共通機構と多様性 (澤田均編) (2014)
  • 著者名/発表者名: 井川智子、東山哲也、岡本龍史
  • 総ページ数: 103-118
  • 出版者: 化学同人
• [備考]
  • URL: http://www.biol.se.tmu.ac.jp/labo.asp?ID=horcel