研究課題
アブラナ科植物の自家不和合性研究では、S遺伝子機能解析に主眼が置かれ、S遺伝子の実態解明が行われてきた。一方で、SRK、MLPKの下流因子は世界的研究にも関わらず、未解明のままである。この未解明下流因子の解明は、自家不和合性を利用した採種、育種学的に重要であるだけでなく、植物科学における細胞内情報伝達の分子レベルでの理解にも貢献でき、将来的な分子育種の可能性も秘めている。これまでの申請者による研究から下流因子が機能しなくなった可能性がある自家和合性(SC)系統を単離し、その染色体上の一の同定を行ってきた。本研究では、このSC系統を材料として、QTL解析、NGSを用いたゲノム解析を融合し、S遺伝子下流因子をコードする遺伝子の単離・解析を目標とする。2つの変位系統、SC-a、SC-b系統は遺伝的に異なる遺伝子座の変異であることを同定しており、複数の下流因子を単離でき、これまでに単離された因子とのネットワークも理解できることが期待される。これまでの多くの研究から自家不和合性と耐病性・植物免疫との類似性が見いだされており、この2つの点を融合したような研究の展開を目的とする。本年度は、SC-a、SC-bの候補、候補遺伝子の機能解析を行った。SC-a系統では、RNAi法により、Bc-A1-1遺伝子の発現抑制系統を作成したところ、自家不和合性系統が自家和合性に変化した表現型が観察された。完全な和合性とは異なる表現型であったことから、異なる手法で遺伝子破壊を完全に行うことが重要であると判断した。SC-b系統では、A7染色体上のS遺伝子座周辺に大きなQTL候補領域を見いだし、RAD-seqにおいても、同様の結果を得ることができた。しかしながら、自家和合性とS遺伝子の連関が完全一致しないことから、S遺伝子に極めて近いところに和合性因子があることを結論づけ、論文作成に取りかかることとした。
2: おおむね順調に進展している
SC-a系統については、ターゲットしてあったBc-A1-1遺伝子の発現抑制により、自家和合性に表現型の変化が見られたことから、結論に近づいていると判断できる。加えて、最終年度はCRISPER/Cas9に遺伝子編集により、完全な遺伝子発現抑制を行うことにより、遺伝子機能が明確になると判断した。SC-b系統については、S遺伝子座の近傍ということから、詳細なmappingが困難と判断し、これまでの結論で論文として、まとめることにした。さらに、自家不和合性に関連した研究成果を発表(謝辞に本科研費の科研費番号記載あり)できたことは、この研究の1つの発展型と考えている。また、50件を超えるアウトリーチ活動を今年度も展開し、仙台市より感謝状を贈呈され、社会貢献面でも評価されている。
SC-a系統では、RNAi法によりBc-A1-1遺伝子の遺伝子発現抑制で、自家不和合性が自家和合性に変化したと推定される系統の自殖次代について、表現型解析を実施する。さらに、RNAiでは、遺伝子発現抑制が十分でない可能性があることから、CRISPER/Cas9によりBc-A1-1遺伝子の遺伝子編集を行い、完全に遺伝子発現がない系統を作出し、Bc-A1-1遺伝子が最終的な原因遺伝子であることを証明する。SC-b系統では、これまでの2年間の結果をまとめて、論文投稿の準備を開始しており、今年度中の学会誌への発表を行う。
なお、アウトリーチ活動については、http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/activty/delivery/, http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/activty/cat136/
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Nature Plants
巻: 3 ページ: 17096
10.1038/nplants.2017.96
ライフサイエンス 新着論文レビュー
巻: - ページ: -
10.7875/first.author.2017.074
http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/project-kiban-b-si/
http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/news2/2017/07/28171713.php
