植物自家不和合性の分子基盤

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16GS0316
• 研究種目: 学術創成研究費
• 配分区分: 補助金
• 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, 学長 (20011992)
• 研究分担者: 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, 助教 (20294283) ; 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, 助教 (50160130) ; 円谷 徹之 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 研究員 (50379533) ; 渡辺 正夫 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90240522) ; 蔡 晃植 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (00263442) ; 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, 教授 (70273836)
• 研究協力者: 清水 健太郎 チューリッヒ大学, 理学部, 准教授
• 研究期間 (年度): 2004 – 2008
• キーワード: 植物 / 自家不和合性 / 分子認識 / 有性生殖 / 情報伝達

研究概要

植物の多くは自家不和合性を有し、自殖を抑制することで遺伝的多様性を保持している。自家不和合性における自他識別の分子機構を、アブラナ科植物とナス科・バラ科植物を対象として解明することを目的とした。いずれの植物も1座位にコードされた花粉側および雌ずい側の認識分子を介して自他識別を行うという共通性が明らかにされると同時に、全く性質の異なる分子を利用して独自の自他識別機構を進化させてきた実態が明らかにされた。

研究成果

• [雑誌論文] Novel self-compatible lines of Brassica rapa L. isolated from the Japanese bulk-populations (2010)
  • 著者名/発表者名: Isokawa, S., Osaka, M., Shirasawa, A., Kikuta, R., Komatsu, S., Horisaki, A., Niikura, S., Takada, Y., Shiba, H., Isogai, A., Takayama, S., Suzuki, G., Suwabe, K., Watanabe, M.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of self-compatibility in Arabidopsis by a mutation in the male specificity gene (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimatsu, T., Suwabe, K., Shimizu-Inatsugi, R., Isokawa, S., Pavlidis, P., Stadler, T., Suzuki, G., Takayama, S., Watanabe, M., Shimizu, K.K.
  • 雑誌名: Nature 464 ページ: 1342-1346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine-tuning of the cytoplasmic Ca2+ concentration is essential for pollen tube growth (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Entani, T., Shiba, H., Kakita, M., Nagai, T., Miyawaki, A., Shoji, T., Kubo, K., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 150 ページ: 1-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self-and cross-pollination (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Shiba, H., Matoba, K., Miwa, T., Funato, M., Entani, T., Nakayama, P., Shimosato, H., Takaoka, A., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Physiol 144 ページ: 71-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct forms of M-locus protein kinase localize to the plasma membrane and interact directly with S-locus receptor kinase to transduce self-incompatibility signaling in Brassica rapa (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakita, M., Murase, K., Iwano, M., Matsumoto, T., Watanabe, M., Shiba, H., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 3961-3973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the SP11/SCR high-affinity binding site involved in self/nonself recognition in Brassica self-incompatibility (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimosato, H., Yokota, N., Shiba, H., Iwano, M., Entani, T., Che, F.-S., Watanabe, M., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 107-117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct interaction between S-locus receptor kinase and M-locus protein kinase involved in Brassica self-incompatibility signaling (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakita, M., Shimosato, H., Murase, K., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Plant Biotechnol. 24 ページ: 185-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dominance relationships between self-incompatibility alleles controlled by DNA methylation (2006)
  • 著者名/発表者名: Shiba, H., Kakizaki, T., Iwano, M., Tarutani, Y., Watanabe, M., Isogai, A., Takayama, S.
  • 雑誌名: Nature Genet. 38 ページ: 297-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analysis of the S-intergenic region in class-II S haplotypes of self-incompatible Brassica rapa (syn. campestris) (2006)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki, T., Takada, Y., Fujioka, T., Suzuki, G., Satta, Y., Shiba, H., Isogai, A., Takayama, S., Watanabe, M.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst 81 ページ: 63-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic analysis of novel intra-species unilateral incompatibility in Brassica rapa (syn. campestris) (2005)
  • 著者名/発表者名: Takada, Y., Nakanowatari, T., Sato, J., Hatakeyama, K., Kakizaki, T., Ito, A., Suzuki, G., Shiba, H., Takayama, S., Isogai, A., Watanabe, M.
  • 雑誌名: L.. Sex. Plant Reprod 17 ページ: 211-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2+ dynamics in a pollen grain and papilla cell during pollination of Arabidopsis (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Shiba, H., Miwa, T., Che, F.-S., Takayama, S., Nagai, T., Miyawaki, A., Isogai, A.
  • 雑誌名: Plant Physiol 136 ページ: 3562-3571
  • 査読あり
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in the Brassicaceae (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: nternational Symposium of Cell-Cell Communication in Plant Reproduction
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20100311-20100312
• [学会発表] Evolution of breeding systems in Arabidopsis relatives (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimatsu, T., Suwabe, K., Shimizu- Inatsugi, R, Isokawa, S., Pavlidis, P., Stadler, T., Suzuki, G., Takayama, S., Watanabe, M., Shimizu, K.K.
  • 学会等名: International Symposium of Cell-Cell Communication in Plant Reproduction
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20100311-20100312
• [学会発表] Genome-wide analyses of allele-specific expression and DNA methylation in Arabidopsis species (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiba, H., Kayabe, T., Yano, K., Yazaki, J., Chen, H., Isogai, A., Ecker, J.R., Takayama, S.
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology "RNA Silencing Mechanisms in Plants"
  • 発表場所: Santa-Fe
  • 年月日: 20100221-20100226
• [学会発表] Self-incompatibility signaling in Brassica (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S.
  • 学会等名: Symposium "Pollen/Self-incompatibility" in 9th International Plant Molecular Biology (IPMB)
  • 発表場所: St. Louis, USA
  • 年月日: 20091025-20091030
• [学会発表] Regulation of dominance relationships between self-incompatibility alleles via de novo DNA methylation (2009)
  • 著者名/発表者名: Tarutani, Y., Shiba, H., Iwano, M., Kakizaki, T., Watanabe, M., Isogai, A., Takayama S.
  • 学会等名: 9th International Plant Molecular Biology (IPMB)
  • 発表場所: St. Louis, USA
  • 年月日: 20091025-20091030
• [学会発表] Three dimensional analysis of the vacuolar structure in papilla cells during self- and cross-pollination in Brassicaceae (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwano M., Matoba, K., Hasegawa, T., Takaoka, A., Isogai, A., Takayama, S.
  • 学会等名: 6th International Symposium on Electron Microscopy in Medicine and Biology 2009
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20090916-20090918
• [学会発表] Identification and characterization of the S-locus linked F-box genes in petunia hybrida (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubo K., Entani T., Kawashima S., Iwano M., Isogai, A., Takayama S.
  • 学会等名: 8th International Congress of Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 20090820-20090825
• [学会発表] Genetic characterization of self-compatible mutants in Brassica rapa (2009)
  • 著者名/発表者名: Suwabe, K., Isokawa, S., Shirasawa, A., Takada, Y., Suzuki, G., Isogai, A., Takayama S., Watanabe, M.
  • 学会等名: Plant Biology 2009
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20090717-20090723
• [学会発表] Actin dynamics in papilla cells of Brassica rapa during self- and cross-pollination (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwano, M., Shiba, H., Matoba, K., Takaoka, A., Isogai, A., Takayama, S.
  • 学会等名: 9th Asia Pacific Microscopy Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20081102-20081107
• [学会発表] S receptor kinase signaling in the Brassica self-incompatibility (2005)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S., Isogai, A.
  • 学会等名: Protein Phosphorylation in Plant Signaling 2005
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20051020-20051021
• [図書] Self-incompatibility systems in flowering plants, in“Plant Developmental Biology-Biotechnological Perspectives (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaothien-Nakayama, P., Isogai, A., Takayama, S.
  • 総ページ数: 459-485
  • 出版者: Springer
• [図書] Milestones identifying self-incompatibility genes in Brassica species:from old stories to new findings, in“Self-Incompatibility in Flowering Plants" (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Suzuki, G., Takayama S.
  • 総ページ数: 151-172
  • 出版者: Springer-Verlag
• [図書] 対立遺伝子間の優劣性発現調節, 植物のエピジェネティクス, 植物細胞工学シリーズ24 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴博史, 高山誠司
  • 総ページ数: 120-128
  • 出版者: 秀潤社
• [図書] アブラナ科植物の自家不和合性にみられる花粉側優劣性発現機構とDNAメチル化. 生物の科学遺伝別冊 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺正夫, 鈴木剛, 柴博史, 高山誠司
  • 総ページ数: 225-229
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [図書] のエピジェネティックな制御機構. 植物の生長調節 (2007)
  • 著者名/発表者名: 柴博史, 渡辺正夫, 高山誠, 自家不和合
  • 総ページ数: 113-120
  • 出版者: 植物化学調節学会
• [図書] Molecular mechanisms of self-incompatibility in Brassicaceae, in“Floriculture, Ornamental and Plant Biotechnology: Advances and Topical Issues (1st Edition)" (2006)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Suzuki, G., Shiba, H., Takayama, S.
  • 総ページ数: 552-555
  • 出版者: Global Science Books
• [図書] Self-incompatibility in plants (2005)
  • 著者名/発表者名: Takayama, S., Isogai, A.
  • 総ページ数: 467-489
  • 出版者: Annu. Rev. Plant Biol.
• [備考]
  • URL: http://bsw3.naist.jp/takayama/index.html