研究課題
植物生殖における細胞間相互作用機構の分子メカニズムを解明するために、アブラナ科植物の花粉・雌しべ間の自他認識機構「自家不和合性」にフォーカスし、自家不和合性に人工逆進化させた申請者独自の自家不和合性シロイヌナズナを材料にした正・逆遺伝解析を基盤に、雌雄自他認識以降のシステムに関わる因子（遺伝子）を見つけ出す。それら因子の機能と役割を種々の解析により明らかにすることで、「自他認識以降のシグナル伝達システムはどのようなものか？」、「花粉拒絶するための機構はどのような分子メカニズムか？」を解明することを目的としている。今年度は、昨年度開始した正・逆遺伝学解析と乳頭細胞トランスクリプトームのオミックス解析による候補遺伝子のスクリーニングをさらに進め、その中から自家不和合性あるいは受粉に影響が生じている候補遺伝子を4種見出した。これらそれぞれの変異体を入手あるいは作成し、当該遺伝子がノックアウトされていることを発現解析で確認した後、受粉における表現型を調査した。その結果、これら4種の変異体はそれぞれ「自家受粉時に自己花粉を拒絶できずに完全に受け入れてしまう」あるいは「花粉受け入れ時に受粉反応の阻害・遅延を引き起こす」という表現型を示すことを野生型との比較形態観察およびタイムラプス観察により明らかにした。また、ゲノム重複により生じたアブラナ科自家不和合性雌雄自他認識因子のコピー遺伝子セットが花粉拒絶における新たな細胞間相互作用機構を引き起こすことを明らかにした。
2: おおむね順調に進展している
昨年度までの正・逆遺伝学解析により、植物生殖における雌雄自他認識機構および受粉に関与する候補遺伝子を数種類選抜することができた。また、それら各変異体において生殖に影響が生ずることも確認しており、概ね順調に研究が進んでいる。
選抜した候補遺伝子について、変異体を用いた詳細な形態観察および各種機能解析を行い、それぞれの候補因子の植物生殖における機能を解明する。また、正・逆遺伝学によるスクリーニングとオミックス解析も継続し、更なる候補遺伝子の選抜を試みる。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)
Nature Plants
巻: 3 ページ: 17096
10.1038/nplants.2017.96
