イネジーンプールの分化機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09306001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 佐野 芳雄 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (70109528)
• 研究分担者: 金澤 章 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (30281794) ; 犬飼 剛 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (90223239) ; 貴島 祐治 北海道大学, 大学院・農学研究所科, 助教授 (60192556)
• キーワード: ジーンプール / イネ / 生殖隔離機構 / 種分化 / 交雑親和性 / 雑種不稔 / 遺伝的多様性 / 遺伝子クローニング

研究概要

本年度は、栽培イネで形質変異の多様性に富むアミロース合成酵素遺伝子(Wx)とアントシアニン基本着色遺伝子(C)の複対立遺伝子特有の変異部位を特定し、多数の複対立遺伝子が栽培化過程で人為的に選抜されて生じたことを分子レベルの比較から明らかにした。Wx遺伝子では、アミロース含量を変更する5種類の対立遺伝子が栽培系統に見出されたが、野生系統には1種類しか存在せず、アミノ酸置換、RNAプロセッシング、フレームシフトなど固有の突然変異が栽培イネで同定できた。C遺伝子は、分子マーカーを用いた精密連鎖解析からトウモロコシのc1ホモログであり、Myb様蛋白をコードする制御因子であることが判明した。栽培系統で蓄積されてきた遺伝的特異性は、生殖的隔離障壁によって維持される。主要な生殖的隔離障壁として、栽培および野生種でみられる雑種不稔と交雑不親和に関与する遺伝子の解析を行った。雑種不稔遺伝子に関して、第6染色体上に3遺伝子を、第1染色体上に1遺伝子を精密分子マップ上に位置づけた。S10遺伝子はWxから0.l5cMの距離に座乗するのでBACコンティグを作成し、発現マップの比較からS10候補領域を推定することが出来た。また、配偶子形成の細胞学的観察から、これら遺伝子は雌または雄配偶子に異なったキラー作用を起こすことを明らかにした。交雑不親和性に関して、雑種胚の致死を引き起こす3つの遺伝子を精密分子マップ上に位置づけた。以上のように、本研究はイネのジーンプール形成に関連する遺伝的多様性と生殖的隔離機構を分子遺伝学的に解析し、主要な遺伝子の単離にむけて重要な基礎情報を与えると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Yuoki Itoh: "Developmental changes of phyllochron in near-isogenic lines of rice (Oryza Sativa L.) with different growth durations"Euphytica. 118(in press). (2001)
• [文献書誌] Yasuhiro Suzuki: "Isolation and characterization of a rice mutant insensitive to cool temperatures on Wx gene regulation amyose synthesis"Euphytica. 118(in press). (2001)
• [文献書誌] Tatsuru Jishi: "Developmental genetics of internodal elongation in floating rice"Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] Ryouhei Suzuki: "Genetic bases of F1 hybrid sterility and gamete formation in rice"Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] Kazuki Matsubara: "Genetic systems of cross-incompatibility as pre- and post-fertilization barriers in rice"Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] Yuoki Itoh: "Developmental changes of phyllochron in the life cycles of rice"Rice Genetics IV. (in press). (2000)
• [文献書誌] Hironori Nagano: "Structural differences in the vicinity of the waxy locus among the Oryza species with the AA-genome : identification of variable regions"Theoretical and Applied Genetics. 100・3-4. 376-383 (2000)
• [文献書誌] Thuyoshi Inukai: "Analysis of intragenic recombination at wx in rice : correlation between the molecular and genetic maps within the locus"Genome. 43. 589-596 (2000)
• [文献書誌] Le-Viet Dung: "Study on the response of dull endosperm 2-2, du2-2, to two Wx alleles in rice"Breeding Science. 50・3. 215-219 (2000)
• [文献書誌] Hiro-Yuki Hirano: "Comparison of Waxy gene regulation in the endosperm and pollen in Oryza sativa L."Genes & Genetic Systems. 75・5. 245-249 (2000)
• [文献書誌] Hironori Nagano: "DNA sequences homologous to rice tungro bacilliform virus (RTBV) present in the rice genome"Rice Genetics Newsletter. 17. 103-105 (2000)
• [文献書誌] Ichiho Mikami: "A candidate for C (Chromogen for anthocyanin) gene"Rice Genetics Newsletter. 17. 54-56 (2000)
• [文献書誌] Rieko Shishido: "Ribosomal DNAs : an exception to the conservation of gene order in rice genomes"Molecular and General Genetics. 263・4. 586-591 (2000)
• [文献書誌] Ichiho Mikami: "Effects of the two most common Wx alleles on differet genetic backgrounds in rice"Plant Breedings. 119・6. 505-508 (2000)
• [文献書誌] Akira Kanazawa: "Inter- and intra-specific distribution of Stowaway transposable elements in AA-genome species of wild rice"Theoretical and Applied Genetics. 101・3. 327-335 (2000)