ミトコンドリア・レトログレード・シグナリングの機構解明と育種的利用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21380009
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 福井県立大学
• 研究代表者: 村井 耕二 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70261097)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: コムギ / 細胞質置換系統 / ミトコンドリアリトログレードシグナリング(MRS) / pistillody / 花成 / 稔性回復遺伝子

研究概要

ミトコンドリアから発せられ、核遺伝子の発現に影響を及ぼすシグナルは、ミトコンドリア・レトログレード・シグナル(MRS)と呼ばれる。本研究では、近縁野生種ミトコンドリアゲノムを持つ細胞質置換コムギ系統における雄ずいの雌ずい化(pistillody)および花成(栄養成長から生殖成長への移行)遅延がMRSによって引き起こされることを明らかにした。本研究の成果は、ミトコンドリアゲノムを利用するミトコンドリア育種の展開につながる。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of a novel homologfor a calmodulin-binding protein that is upregulated in alloplasmic wheat showing pistillody. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M., N. Shitsukawa, M. Yamada, K. Kato, S. Takumi, K. Kawaura, Y. OgiharaandK. Murai
  • 雑誌名: Planta 巻: 237 ページ: 1001-1013
  • DOI: DOI:10.1007/s00425-012-1812-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ppd-1on the expression of flowering-time genes in vegetative and reproductive growth stages of wheat. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, S., S. Shimada and K. Murai
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 巻: 87 ページ: 161-168
  • URL: http://dx.doi.org/10.1266/ggs.87.161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diversification of three APETALA1/FRUITFULL-like genes in wheat (2012)
  • 著者名/発表者名: Kinjo, H., N. Shitsukawa, S. Takumi and K. Murai
  • 雑誌名: Mol. Genet. Genomics 巻: 287 ページ: 283-294
  • DOI: DOI:10.1007/s00438-012-0679-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct genetic regulation of flowering time and grain-filling period base on empirical study of D-genome diversity in synthetic hexaploid wheat lines. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajimura, T., K. Muraiand S. Takumi
  • 雑誌名: Breed. Sci 巻: 61 ページ: 130-141
  • DOI: DOI:10.1270/jsbbs.61.130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential effects of Aegilops tauschiigenotypes on maturing-time in synthetic hexaploid wheats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, Y., S. Shimada, S. Takumi and K. Murai
  • 雑誌名: Breed. Sci. 巻: 60(3) ページ: 286-292
  • URL: http://dx.doi.org/10.1270/jsbbs.60.286
  • 査読あり
• [雑誌論文] Class D and BsisterMADS-box genes are associated with ectopic ovule formation in the pistil-like stamens of alloplasmic wheat (Triticum aestivumL.). (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, K., T. Saraike, N. Shitsukawa, C. Hirabayashi, S. Takumi and K. Murai
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol. 巻: 71 ページ: 1-14
  • DOI: DOI:10.1007/s11103-009-9504-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] The spatial expression patterns of DROOPING LEAForthologs suggest a conserved function in grasses. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, M., Y. Ohmori, W. Tanaka, C. Hirabayashi, K. Murai, Y. Ogihara, T. Yamaguchi and H.-Y. Hirano
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst 巻: 84 ページ: 137-146
  • URL: http://dx.doi.org/10.1266/ggs.84.137
  • 査読あり
• [雑誌論文] A genetic network of flowering time genes in wheat leaves, in which an APETALA1/FRUITFULL-like gene, VRN1, is upstream of FLOWERING LOCUS T. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimada, S., T. Ogawa, S. Kitagawa, T. Suzuki, C. Ikari, N. Shitsukawa, T. Abe, H. Kawahigashi, R. Kikuchi, H. Handa and K. Murai
  • 雑誌名: Plant 巻: 58 ページ: 668-681
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-313X.2009J.03806.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered expression of wheat AINTEGUMENTAhomolog, WANT-1, in pistil and pistil-like transformed stamen of an alloplasmic line with Aegilops crassacytoplasm. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mizumoto, K., H. Hatano, C. Hirabayashi, K. Muraiand S. Takumi
  • 雑誌名: Dev. Genes Evol. 巻: 219 ページ: 175-187
  • DOI: DOI:10.1007/s00427-009-0275-y
  • 査読あり
• [学会発表] ミトコンドリアゲノムによる花成関連遺伝子のエピジェネティック制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村井耕二
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会ワークショップ「有性生殖におけるゲノム・遺伝子相関」
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] pistillody: ミトコンドリア・レトログレード・シグナルによる雄ずいの雌ずい化. (2012)
  • 著者名/発表者名: 村井耕二
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会ワークショップ「ミトコンドリアゲノムが制御する多様な生命現象～動植物に見るその共通性と相違性～」
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] 日長感応性細胞質雄性不稔による新規ハイブリッドコムギ育種基盤の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村井耕二
  • 学会等名: 日本育種学会第122回講演会ワークショップ「細胞質雄性不稔/稔性回復に関わるイノベーション創出基礎的研究」
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 花成遅延を誘発する細胞質置換コムギ系統におけるVRN1およびWFT同祖遺伝子の発現パターン (2012)
  • 著者名/発表者名: 村井耕二 ,ら
  • 学会等名: 日本育種学会第121回講演会
  • 発表場所: 宇都宮市
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] ミトコンドリア・レトログレード・シグナルによる花成関連遺伝子の発現制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤啓介 ,ら
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 細胞質置換コムギ系統にみられる花成遅延は花成関連遺伝子の発現パターンの変化による (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤啓介 ,ら
  • 学会等名: 日本育種学会第119回講演会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] コムギ花成関連遺伝子の発現を制御するミトコンドリア・レトログレード・シグナル (2011)
  • 著者名/発表者名: 村井耕二 ,ら
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] Homeotic transformation of stamens induced by mitochondrial retrogradesignaling (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Murai ,ら
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] ミトコンドリア・レトログレード・シグナルによるpistillody(雄ずいの雌ずい化)に関与する遺伝子のマイクロアレイ解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本充香, 川浦香奈子, 荻原保成, 村井耕二
  • 学会等名: 日本育種学会第118回講演会
  • 発表場所: 秋田市
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ミトコンドリア・レトログレード・シグナルによるコムギ花成関連遺伝子の発現制御と花成の改変 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村井耕二,嶋田早苗,藤原佑紀,加藤啓介
  • 学会等名: 日本遺伝学会第82回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Adaptation of flowering-time in tetraploid wheat by selection of flowering-time genes under domestication (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Murai
  • 学会等名: 6th International Triticeae Symposium
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2009-06-02