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ダイコンのオグラ型雄性不稔細胞質は、多くのアブラナ科作物に導入されて雑種強勢育種において実用的に用いられている。一方、この雄性不稔性に対する稔性回復遺伝子が世界各地のダイコンに存在している。本研究は、ダイコンが持つこれらの花粉稔性回復遺伝子を単離し、それぞれの分子遺伝学的特性と相互関係を明らかにすることを目的としたものである。
ダイコンの稔性回復遺伝子としては、現在までにpprモチーフを持ち、雄性不稔の原因遺伝子であるミトコンドリアのorf138の発現を翻訳レベルで抑制するorf687と、」orf138の転写に関与するRftの2つが存在することが明らかにされている。しかし、我々の遺伝学的な解析によって、これら2つの稔性回復遺伝子とは異なる遺伝子が少なくとも更に2個は存在することが推定された。本年度はそれらの遺伝子の単離を目指した。
本年度の研究の結果、'黒ダイコン'と'ハツカダイコン'が持つ稔性回復遺伝子の構造ならびに機能が明らかになった。前者においては、orf687と同様にpprモチーフを持ち、ミトコンドリアへの移行シグナルを有する遺伝子が単離された。この遺伝子の塩基配列は、orf687とは異なっており、新規の稔性回復遺伝子であると考えられた。また'ハツカダイコン'には、異なる機能を持つ新規の稔性回復遺伝子が2つ共存することが明らかになった。
これらの発見は、ミトコンドリアのorf138遺伝子に対して、その発現をおさえる核の遺伝子が多様に発達し、分化してきたことを示すものである。このため、植物における核とオルガネラのゲノム間の相互作用の進化を明らかにする上で、重要な知見となる。今後更に詳細に稔性回復遺伝子の変異とダイコンにおけるそれらの分布を明らかにする必要がある。
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