細胞質・核遺伝子クロストークの分子的解明と作物育種への応用

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06304011
• 研究種目: 総合研究(A)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 三上 哲夫 北海道大学, 農学部, 教授 (50133715)
• 研究分担者: 内宮 博文 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (50142229) ; 平井 篤志 東京大学, 農学部, 教授 (60023470) ; 飯田 滋 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (30012777) ; 門脇 光一 農水省農業生物資源研究所, 分子育種部, 主任研究官 ; 岸谷 幸枝 東北大学, 農学部, 助手 (60005634)
• キーワード: 細胞質遺伝子 / 核遺伝子 / クロストーク / 雄性不稔性 / ゲノム / 遺伝子移行 / リボソームタンパク遺伝子 / エネルギー代謝系

研究概要

(1)雄性不稔性、生育阻害ならびに斑入り発現における細胞質・核遺伝子クロストークの機序解明、(2)ゲノム間での遺伝子移行の機構解明、(3)核遺伝情報のクロストークにおけるシグナル伝達系の役割の解明、という3課題について研究を推進した。
トルコ産野生ビ-トに由来するS-2型細胞質雄性不稔株とパキスタン産野生ビ-ト起源のS-3型細胞質雄性不稔株間では花粉稔性回復の遺伝機構が著しく異なるにも拘わらず、両者のミトコンドリアDNAの構造差は僅か一箇所に過ぎない。この領域にはS-3型ミトコンドリアゲノム固有の2種のオープンリーディングフレームが含まれており、ミトコンドリア内で転写されている。この研究を発展させることにより、雄性不稔性に関する多様な分子メカニズムの全容が明らかになるとともに、ミトコンドリア(雄性不稔遺伝子)・核遺伝子(稔性回復遺伝子)間のクロストークの多様性の解明を進める上からも重要な知見が得られるものと期待される。
この外、イネのミトコンドリアから核ゲノムへ移行するリボソームタンパク質遺伝子rps11,rp112,rp128の解析やイグサ、カヤツリグサ科植物において葉緑体から核へ移行したリボソームタンパク質遺伝子cp-rp123の特徴づけ、エネルギー代謝系遺伝子の発現解析等についても成果を収めることができた。

研究成果

• [文献書誌] Watanabe,N.: "Evolutionary variation in DNA sequences transferred from chloroplast genomes to mitochondrial genomes in the Graminae." Current Genetics. 26. 512-518 (1994)
• [文献書誌] Kochert,G.: "Mapping of expressed sequenced tagged loci in rice." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(in press).
• [文献書誌] Inagaki,Y.: "Isolation of a Supperssor Mutator Enhancer like transposable element,Tpnl,from Japanese mornig glory bearing variegated flowers." Plant cell. 6. 375-383 (1994)
• [文献書誌] Kubo,Y.: "The chloroplast trnP-trnW-petG gene cluster in the mitochondrial genomes of Beta vulgaris,B.trigyna and B.webbiana evolutionary aspects." Current Genetics. 27. 285-289 (1995)
• [文献書誌] Senda,M.: "Mitochondrial gene variation and phylogenetic relationship in the genus Beta." Theoretical and Applied Genetics. (in press).
• [文献書誌] Kato,S.: "The apple mitochondrial atp9 gene:RNA editing and co-transcription with exons a and b of the nad5 gene." Physiologia Plantarum. (in press).