アブラナおよびペチュニアの自家不和合性の分子機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11238205
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 磯貝 彰 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (20011992)
• 研究分担者: 岩野 恵 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教務職員 (50160130) ; 柴 博史 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (20294283) ; 高山 誠司 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (70273836)
• キーワード: 自家不和合性 / アブラナ / ペチュニア / S-レセプターキナーゼ / S-RNase / 花粉因子 / 自他認識 / 情報伝達

研究概要

1)アブラナ科植物の自家不和合性にかかわる花粉因子の研究
Brassica campestrisにおいてSRKのリガンドである花粉因子として明らかにされたSP11タンパク質を化学合成し、その生物活性を確認するとともに、それを用いて、分子中4対存在するS-S結合の位置を決定した。その様式は、ディフェンシン類のものと同一であった。また、現在この化学合成したSP11タンパク質を用いて、NMRによって、立体構造を解析している。さらに、大腸菌により、SP11タンパク質を作成する方法も確立した。また、葯・花粉にSP11タンパク質が存在することを抗体染色によって確認し、それらを大量に集め、SP11タンパク質を精製することに成功した。その量はきわめて少なかったが、質量分析法による分子量の測定値から、成熟タンパク質のN末端部位を特定することが出来、S-S結合の存在も確認した。またSP11タンパク質をコードするゲノム遺伝子を単離し、そのプロモータ領域を解析した。さらに、プロモーター領域とGFPの融合遺伝子を作成し、それを遺伝し導入した植物でのGFPの発現様式から、SP11タンパク質の胞子体・配偶体型発現に関わる領域を特定することが出来た。
2)ペチュニアの自家不和合性に関わる花粉因子の探索
ゲノムライブラリーから、S-RNase遺伝子を含む断片を取得し、それらの塩基配列を決定して、花粉因子の候補を検索している。また、花粉において発現しているmRNAについて網羅的にクローニングしてその塩基配列を決定している。

研究成果

• [文献書誌] S.Takayama: "The pollen determinant of self-incompatibility in Brassica campestris."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97(4) . 1920-1925 (2000)
• [文献書誌] T.Takasaki: "The S receptor kinase determines self-incompatibility in Brassica stigma."Nature. 403. 913-916 (2000)
• [文献書誌] S.Takayama: "Isolation and characterization of pollen coat proteins of Brassica campestris that interact with S-locus related glycoprotein 1 involved in pollen-stigma adhesion"Proc.Natl Acad.Sci.USA. 97(7). 3765-3770 (2000)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Highly divergent sequences of the pollen self-incompatibility (S) gene in calss-I haplotypes of Brassica campestris (syn.rapa) L."FEBS Letters. 473. 139-144 (2000)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Genomic organization of the SLG/SRK region of the S-locus in Brassica species."Annals Botany. 85 (Supplement). 155-161 (2000)
• [文献書誌] H.Shiba: "Alteration of the self-incompatibility phenotype in Brassica by transformation of the antisense SLG gene."Biosci.Biotech.Biochem.. 64(5). 1016-1024 (2000)
• [文献書誌] H.Shiba: "A pollen caot protein, SP11/SCR, determines the pollen specificity in the self-incompatibility of Brassica(in press)"Plant Physiol.. (2001)