父性アリル依存的に発現する転写因子群によるイネ受精卵の発生制御機構

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19J12912
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 戸田 絵梨香 東京都立大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2021-03-31
• キーワード: 受精卵 / 発生 / 父性因子 / トランスクリプトーム解析 / 配偶子 / イネ

研究実績の概要

受精卵発生過程においては、卵細胞から受精卵への変換に伴う卵（受精卵）の活性化や雌雄配偶子由来因子の活性化あるいは不活性化、新規遺伝子発現の開始など、細胞内でダイナミックな変化が起きていると考えられる。本課題では、受精卵の初期発生過程における遺伝子発現制御やその分子基盤の一端の解明を目的とし、本年度は主に下記の2項目について研究を実施した。
（1）イネ受精卵の最初期発生過程における遺伝子発現変動および父母因子の発現プロファイル：イネ配偶子および受精卵を対象とした1細胞トランスクリプトーム解析系の基盤を構築し、配偶子融合後から雌雄核合一完了までの最初期発生過程の受精卵の網羅的かつ経時的な遺伝子発現解析を進めた。また、受精卵の最初期発生過程で発現変動を示す遺伝子群について、それら発現のアリル依存性を明示するため、ジャポニカ品種の日本晴とインディカ品種のカサラスの配偶子融合により作出した交雑受精卵を用いた同様のトランスクリプトーム解析に取り組んだ。
（2）微量サンプルからのDNAライブラリーの調製および解析：イネ配偶子や受精卵といった微量試料を用いたエピゲノム解析に向けて、DNAライブラリーの調製・解析を試みた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Paternal Genome Excess on the Developmental and Gene Expression Profiles of Polyspermic Zygotes in Rice (2021)
  • 著者名/発表者名: Deushi Ryouya、Toda Erika、Koshimizu Shizuka、Yano Kentaro、Okamoto Takashi
  • 雑誌名: Plants 巻: 10 ページ: 255
  • DOI: 10.3390/plants10020255
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-genome sequence analysis of mutations in rice plants regenerated from zygotes, mature embryos, and immature embryos (2021)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa Masako、Kato Norio、Toda Erika、Kashihara Masakazu、Ishida Yuji、Hiei Yukoh、Isobe Sachiko N.、Shirasawa Kenta、Hirakawa Hideki、Okamoto Takashi、Komari Toshihiko
  • 雑誌名: BioRxiv 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1101/2021.01.20.427397
• [雑誌論文] High-quality sugar production by osgcs1 rice (2020)
  • 著者名/発表者名: Honma Yujiro、Adhikari Prakash Babu、Kuwata Keiko、Kagenishi Tomoko、Yokawa Ken、Notaguchi Michitaka、Kurotani Kenichi、Toda Erika、Bessho-Uehara Kanako、Liu Xiaoyan、Zhu Shaowei、Wu Xiaoyan、Kasahara Ryushiro D.
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 ページ: 617
  • DOI: 10.1038/s42003-020-01329-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9‐Based Genome Editing Using Rice Zygotes (2020)
  • 著者名/発表者名: Toda Erika、Okamoto Takashi
  • 雑誌名: Current Protocols in Plant Biology 巻: 5 ページ: e20111
  • DOI: 10.1002/cppb.20111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene Expression and Genome Editing Systems by Direct Delivery of Macromolecules Into Rice Egg Cells and Zygotes (2020)
  • 著者名/発表者名: Toda Erika、Okamoto Takashi
  • 雑誌名: BIO-PROTOCOL 巻: 10 ページ: e3681
  • DOI: 10.21769/BioProtoc.3681
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物受精卵を用いたゲノム編集 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡本龍史、戸田絵梨香、加藤紀夫
  • 雑誌名: 植物化学調節学会 巻: 55 ページ: 52-56
• [学会発表] An efficient DNA- and selectable-marker-free genome-editing system using zygotes in rice and its possible application to other crop species (2020)
  • 著者名/発表者名: Toda E, Koiso N, Takebayashi A, Ichikawa M, Kiba T, Osakabe K, Osakabe Y, Sakakibara H, Kato N, Okamoto T.
  • 学会等名: Keystone Symposia “Plant Genome Engineering: From Lab to Field”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] イネin vitro受精系を用いた植物多精受精卵の発生過程および受精卵発生における雌雄配偶子の機能差に関する解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 戸田絵梨香
  • 学会等名: 日本植物学会第84回大会
• [学会発表] イネ受精卵と葉プロトプラストから作出した融合細胞における核合一および発生プロファイル (2020)
  • 著者名/発表者名: 戸田絵梨香, 亀川拓夢, 岡本龍史
  • 学会等名: 日本植物学会第84回大会
• [学会発表] 植物受精卵への物質導入によるゲノム編集 (2020)
  • 著者名/発表者名: 戸田絵梨香
  • 学会等名: 第62回日本植物生理学会年会
• [学会発表] PCP論文賞：イネ受精卵における父性アリル依存的遺伝子発現および OsASGR-BBML1による受精卵発生の誘導 (2020)
  • 著者名/発表者名: Md Hassanur Rahman, 戸田絵梨香, 小林正明, 工藤徹, 越水静, 高原美嶺, 岩見百華, 渡辺選子, 関本弘之, 矢野健太郎, 岡本龍史
  • 学会等名: 第62回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 単子葉植物イネ受精卵および初期胚における極性決定機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 木下温子, Tety Maryenti, Hanifah Aini, 戸田絵梨香, 岡本龍史
  • 学会等名: 第62回日本植物生理学会年会
• [学会発表] ROS Dynamics and GSH-mediated Glutathione Peroxidase Functions in Developing Rice Zygote (2020)
  • 著者名/発表者名: Rattanawong K, Koiso N, Toda E, Tanaka M, Tsuji H, Okamoto T.
  • 学会等名: 第62回日本植物生理学会年会
• [図書] ゲノム編集食品・農林水産分野への応用と持続的社会の実現 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤紀夫、戸田絵梨香、岡本龍史
  • 総ページ数: 65-69
  • 出版者: NTS出版