| 研究課題/領域番号 |
02242101
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
木下 俊郎 北海道大学, 農学部, 教授 (10001421)
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| 研究分担者 |
平井 篤志 名古屋大学, 農学部, 助教授 (60023470)
新城 長有 琉球大学, 農学部, 教授 (40045092)
常脇 恒一郎 京都大学, 農学部, 教授 (20026438)
伊藤 道夫 静岡大学, 理学部, 教授 (70022671)
堀田 康雄 名古屋大学, 理学部, 教授 (30190218)
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| キーワード | 配偶子 / 減数分裂 / 花粉 / 細胞質雄性不稔 / 稔性回復核遺伝子 / ミトコンドリア遺伝子 / 物理地図 / 形質転換 |
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| 研究概要 |
雄性配偶子の分化・発育についての人為的制御を目的として以下の研究成果を得た。
(1)減数分裂の機構解析:減数分裂制御系の分子的解明を計るため、花粉母細胞のプロトプラストを用いて形質転換を行った。その結果、減数分裂細胞における遺伝子発現には分裂特異的なプロモ-タ-を必要とすることがわかった。また減数分裂初期に生合成されるヒストンH1は生殖核のみに特異的に存在しており、栄養核と生殖核の分化に果たす機能の一端が明らかとなった。減数分裂とそれに続く花粉発生過程では生理的にも形態的にも著しい細胞内変化がみられる。その際に、細胞分裂の方向は細胞内Tubulinの分布に支配されることが分子細胞学的に示され、一方細胞膜系の脂質組成やATPase活性についての生化学的解析を通じて、生殖細胞の分化・成熟に伴い、リン脂質の不飽和化するという重要な知見が得られた。
(2)雄性不稔の機構解析:イネの十数種におよぶ細胞質雄性不稔について遺伝子分析を行い、異なる細胞質に対して同一の稔性回復核遺伝子が、一方には配偶体的に働き、他方には胞子体的に働ような機構が見出され、分子レベルの研究素材としても注目された。一方コムギとテンサイでは多様な細胞質雄性不稔および正常型系統を供試して、ミトコンドリア遺伝子の構造解析が進展した。特にテンサイの細胞質雄性不稔株から単離したatpA、coxII両遺伝子は転写調節領域にも広範な構造変異を起こしており、転写パタ-ンも正常型とは著しく異なっていた。また、雄性不稔遺伝子を担うミトコンドリアゲノムの物理地図がイネとテンサイにおいてそれぞれ作成された。パ-ティクルガンを用いて、培養細胞への遺伝子導入法が開発された。また、イネのプロトプラスト非対称融合法により、ミトコンドリアゲノムの再編成が起ることと細胞質雄性不稔を伝達させることにも成功した。
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