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2017 年度 実績報告書

分化初期における植物生殖細胞の単離法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K14630
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

野々村 賢一  国立遺伝学研究所, 実験圃場, 准教授 (10291890)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード植物 / 生殖 / 減数分裂 / 核単離 / イネ / INTACT法
研究実績の概要

植物の生殖細胞が減数分裂に至る過程の遺伝的制御ネットワークの解析は、減数分裂組換えの仕組みや生殖的隔離機構など、遺伝・育種の根幹をなす現象を理解する上で重要である。生殖細胞発生の包括的な理解には、生殖細胞のみを単離し、DNAやRNA、蛋白質の抽出に供試する技術が必要となる。本研究では、減数分裂期前のイネ生殖細胞で特異的に発現するMEL1遺伝子のプロモーター(pMEL1)を利用した生殖細胞核の単離法、いわゆるIsolation of Nuclei Tagged in specific Cell Types (INTACT)法、の開発を試みた。
pMEL1にイネRanGAP蛋白質の核膜結合ドメイン(WPP)・蛍光蛋白質GFP・3xFLAGをコードする融合遺伝子(WGF)を繋いで(pMEL1:WGF)、イネのカルスに導入した。その結果、26個体の独立した形質転換イネが得られ、うち13個体で減数分裂前の雄性生殖細胞の核周縁にGFP蛍光シグナルが検出された。しかし期待に反して、穎花の基部を構成する体細胞にも非常に強いシグナルが検出された。
形質転換第一世代種子から増殖した第二世代のイネから減数分裂前の幼穂を採取し、常法により核を単離して蛍光顕微鏡下で観察したところ、GFP陽性の核が一定数確認できた。そこでGFP市販抗体を用いて核抽出液を免疫沈降し、沈降画分を観察したが、核の回収率が悪く、GFP陽性の核も非常に少なかった。種々の条件を検討したが改善されず、残念ながら当初目的の達成、すなわち生殖細胞特異的なDNAあるいはRNA濃縮の確認には至らなかった。
本研究により、pMEL1の生殖細胞核単離への利用の有効性が確認されたが、同時に、穎花基部の体細胞でも発現するなど、サンプリングの際に注意を要することがわかった。生殖細胞核の核単離条件の検討は今後の課題である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] EAT1 transcription factor, a non-cell-autonomous regulator of pollen production, activates meiotic small RNA biogenesis in rice anther tapetum2018

    • 著者名/発表者名
      Ono Seijiro、Liu Hua、Tsuda Katsutoshi、Fukai Eigo、Tanaka Keisuke、Sasaki Takuji、Nonomura Ken-Ichi
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 14 ページ: e1007238

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1007238

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Small RNAを介したイネ減数分裂のエピジェネティック制御2017

    • 著者名/発表者名
      野々村賢一
    • 学会等名
      大阪府立大学植物育種繁殖学特別セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Small RNAを介したイネ減数分裂のエピジェネティック制御2017

    • 著者名/発表者名
      野々村賢一
    • 学会等名
      新潟大学農学部セミナー
    • 招待講演
  • [図書] Chapter5: Genetic and epigenetic regulation of meiotic fate decision and gametophyte specification in rice, In "Rice genomics, genetics and breeding (Sasaki, Ashikari eds.)"2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Nonomura, Seijiro Ono, Kenji Ueda
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      Springer Nature Singapore Pte Ltd.
    • ISBN
      978-981-10-7460-8
  • [備考] 野々村賢一研究室のホームページ

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/labs/ExpFarm/top_j.html

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公開日: 2018-12-17  

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