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

2003 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

R.sativusの10種類のSP11と9種類のSRKの塩基配列を決定した。R.sativusのS-21はB.rapaのS-9とSP11が極めて類似し、SRKも推定アミノ酸配列で91%の相同性を示した。これらSハプロタイプは属分化前は同一のSハプロタイプであることが示唆された。
SP11タンパク質において、B.oleraceaとB.rapa同一認識特異性をもつSハプロタイプ間で異なるアミノ酸が少ないRegion IIIとRegion Vは認識特異性に重要と考え、その領域を類似SP11間で組み換えた変異SP11遺伝子を導入した形質転換体を作成し、認識特異性の変化を検定中である。
Brassica napusの内、最も多くの品種が有するBnS-1とBnS-13についてSP11とSRKのゲノムクローンを単離し、全長の塩基配列を決定したところ、BnS-1はB.rapaのS-47と極めて類似しており、SRKは正常に機能していることを見出した。また、BnS-13もB.oleraceaのS-15に酷似し、このSRKも正常に機能していることを明らかにした。
種分化前は同一のSハプロタイプであったと推定されるB.rapaのS-47とB.oleraceaのS-12のS遺伝子座の塩基配列を決定し、B.oleraceaのS-12のS遺伝子座の方がB.rapaのS-47よりも大きいことを見出し、劣性グループのクラスIIハプロタイプであるB.oleraceaのS-15とB.rapaのS-60の比較においてもB.oleraceaの方がS遺伝子座が大きいことを明らかにした。B.oleraceaのS遺伝子座が大きい原因としてレトロトランスポゾンの挿入が大きく関わっていることが分かった。S遺伝子座に存在するレトロトランスポゾン様配列は、B.rapaよりもB.oleraceaのゲノム中により多いコピー数で検出された。

研究成果

• [文献書誌] Fukai E, Fujimoto R, Nishio T: "Genomic organization of the S core region and the S flanking regions of a class-I S haplotype in Brassica rapa."Mol Gen Genomics. 269. 361-369 (2003)
• [文献書誌] Matsui K, Tetsuka T, Nishio T, Hara T: "Heteromorphic incompatibility retained in self compatible plants produced by a cross between common and wild buckwheat."New Phytologist. 159. 701-708 (2003)
• [文献書誌] Sato Y, Fujimoto R, Toriyama K, Nishio T: "Commonalty of self recognition specificity of S haplotypes between Brassica oleracea and Brassica rapa."Plant Mol Biol. 52. 617-626 (2003)
• [文献書誌] Fujimoto R, Nishio T: "Identification of S haplotypes in Brassica by dot blot analysis of SP11 alleles."Theor Appl Genet. 106. 1433-1437 (2003)
• [文献書誌] Okamoto S, Sato Y, Sakamoto K, Nishio T: "Distribution of similar self-incompatibility (S) haplotypes in different genera, Raphanus and Brassica."Sex Plant Reprod. (in press).