S複合遺伝子座の構造と葯発現遺伝子のS特異性の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11238202
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 西尾 剛 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (30301039)
• 研究分担者: 鳥山 欽哉 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (20183882)
• キーワード: 自家不和合性 / アブラナ科野菜 / 生殖 / 自己・非自己認識 / 花粉 / 柱頭 / S遺伝子 / 進化

研究概要

Sハプロタイプ同定技術としてPCR-RFLP法に代わる新たな方法を開発した。この技術の完成には種内に存在する全Sハプロタイプを収集する必要があるため、B.oleracea, B.rapa及びRaphanus sativusのSテスターラインの整理と新規作成に着手したが、その過程でB.rapaのS^9と極めて類似するR.sativusのSP11遺伝子を見出した。
B.oleraceaのSP11遺伝子を導入したB.rapaの形質転換体を作成し、交配実験を行うことによって、B.oleraceaとB.rapaの間でSRK, SP11遺伝子が極めて類似するSハプロタイプが同じ認識特異性を持つことが証明できた。
種分化前はB. rapaのS^<46>と同一のSハプロタイプであったと推定されるB. oleraceaのS^7のSRK, SP11,SLGを含むファージのクローンを単離し、SRKとSP11を含むコンティグを作成した。SRKとSP11の距離は、B. oleraceaのS^7がB.rapaのS^<46>より約16kb長く、その領域にレトロトランスポゾン様配列が見出された。
劣性グループのクラスIIハプロタイプであるB.rapaのS^<60>のSLGとSRKを含む約55kbのクローンを得、そこに座乗する遺伝子を調査したところ、2種類の新たな遺伝子を見出した。
イエローサルソンで自家和合性をもたらすmod遺伝子を明らかにするため、バイナリーベクターでコマツナ品種おそめの巨大DNAのライブラリーを作成し、MOD遺伝子に密に連鎖したアクアポリン遺伝子(MLM)を含むクローンを得た。染色体歩行を行い、MLM遺伝子の近傍の約250kbをカバーするコンティグを作成した。

研究成果

• [文献書誌] Kimura R, Sato K, Fujimoto R, Nishio T: "Recognition specificity of self-incompatibility maintained after the divergence of Brassica oleracea and Brassica rapa"Plant J.. 29. 215-223 (2002)
• [文献書誌] Matsushita Y, Suzuki T, Mori M, Shimosato H, Kubota R, Watanabe M, Kayano T, Nishio T, Nyunoya H: "Isolation of a cDNA for a nucleoside-diphosphate kinase capable of phosphorylating the kinase domain of the self-incompatibility factor SRK of Brassica campestris."J. Exp. Bot.. (In press). (2002)
• [文献書誌] Fukai E, Nishio T, Nasrallah ME: "Molecular genetic analysis of the candidate gene for MOD, a locus required for self-incompatibility in Brassica rapa"Mol. Genet. Genomics. 265. 519-525 (2001)
• [文献書誌] Hatakeyama K, Takasaki T, Suzuki G, Nishio T, Watanabe M, Isogai A, Hinata K: "The S receptor kinase gene determines dominance relationships in stigma expression of self-incompatibility in Brassica"Plant J.. 26. 155-161 (2001)
• [文献書誌] Sakamoto K, Nishio T: "Distribution of S haplotypes in commercial cultivars of Brassica rapa"Plant Breeding. 120. 155-161 (2001)
• [文献書誌] Takasaki T, Hatakeyama K, Watanabe M, Toriyama K, Hinata K: "Homology-dependent suppression of stigma phenotype by an antisense S-locus glycoprotein (SLG) gene in Brassica rapa L"Breeding Science. 51. 89-94 (2001)
• [文献書誌] Okada T, Toriyama K: "Pollen vegetative cell-specific expression of Bra r 1 : useful tool for observation of the vegetative nucleus and identification of transgenic pollen by nuclear-targeted GFP"Sex Plant Reprod. 13. 301-307 (2001)
• [文献書誌] Katashiba H, Ota R, Toriyama K: "Analyses of the genomic sequence and promoter activity of a gene for a protein similar to Tat binding protein isolated from Brassica rapa"Plant Biotech. 18. 33-38 (2001)