Y染色体微細加工と顕微発現プロファイリングを用いた植物性決定遺伝子の完全解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23770070
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 形態・構造
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 風間 裕介 独立行政法人理化学研究所, イオンビーム育種研究チーム, 研究員 (80442945)
• 研究協力者: 河野 重行 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (70161338) ; 石井 公太郎 独立行政法人理化学研究所, 生物照射チーム, 特別研究員 (50632965) ; CHARLESWORTH Deborah School of Biological Sciences, University of Edinburgh, UK, Institute of Evolutionary Biology ; FILATOV Dimitry University of Oxford, UK, Department of Plant Science,
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 重イオンビーム / 雌雄異株植物 / ヒロハノマンテマ / 突然変異

研究概要

雌雄異株植物ヒロハノマンテマに重イオンビームを照射し、両性花変異体17 株、無性花変異体10 株を得た。次世代シーケンサー解析によりY 染色体連鎖DNA 断片を1741 同定し、その中から両性花変異体、無性花変異体でそれぞれ共通して欠失する断片を特定、性決定遺伝子の座乗領域を絞り込んだ。また、レーザーマイクロダイセクションの実験系を確立、現在、性決定遺伝子が働くステージにおける発現アレイ解析を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of LET-dependent effect in heavy-ion mutagenesis using rapid mutation detection system in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Ma L, Hirano T, Ohbu S, Shirakawa Y, Hatakeyama S, Tanaka S, Abe T
  • 雑誌名: RIKEN Accel Prog Rep 巻: 46
  • 査読あり
• [雑誌論文] A DFR-deficient mutant of Nicotiana tabacum induced by C-ion beam irradiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Fujiwara MT, Takehisa H, Ohbu S, Saito H, Ichida H, Hayashi Y, Abe T
  • 雑誌名: RIKEN Accel Prog Rep. 巻: 46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a heavy-ion induced white flower mutant of allotetraploid Nicotiana tabacum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Fujiwara MT, Takehisa H, Ohbu S, Saito H, Ichida H, Hayashi Y, Abe T.
  • 雑誌名: Plant Cell Rep. 巻: 32 ページ: 11-19
  • DOI: DOI:10.1007/s00299-012-1336-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] SlWUS1; An X-linked Gene Having No Homologous Y-Linked Copy in Silene latifolia. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Nishihara K, Bergero R, Fujiwara MT, Abe T, Charlesworth D, Kawano S
  • 雑誌名: G3: Genes, Genomes, Genetics 巻: 2 ページ: 1269-1278
  • DOI: DOI:10.1534/g3.112.003749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid evaluation of effective linear energy transfer in heavy ion utagenesis of Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Ma L, Hirano T, Ohbu S, Shirakawa Y, Hatakeyama S, Tanaka S, Abe T
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 29 ページ: 440-444
  • DOI: DOI:10.5511/plantbiotechnology.12.092 1a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Narrowing down the mapping of plant sex-determination regions using new Y-chromosome-specific markers and heavy-ion beam irradiation-induced Y-deletion mutants in Silene latifolia. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita N, Torii C, Ishii K, Aonuma W, Shimizu Y, Kazama Y, Abe T, Kawano S.
  • 雑誌名: G3: Genes, Genomes, Genetics 巻: 2 ページ: 271-278
  • DOI: DOI:10.1534/g3.111.001420/-/DC1
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel method of utilizing heavy-ion beams for efficient induction of large deletions in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirano T, Kazama Y, Ohbu S, Shirakawa Y, Liu Y, Kambara T, Fukunishi N, Abe T
  • 雑誌名: RIKEN Accel Prog Rep 巻: 45 ページ: 210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of DNAs mutated by C-ion beam with highly efficient LET in mutagenesis of Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Hirano T, Saito H, Liu Y, Ohbu S, Hayashi Y, Abe T
  • 雑誌名: RIKEN Accel Prog Rep 巻: 45 ページ: 209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of linear energy transfer on deletion induction by irradiation with heavy-ion beams in the apomictic plant Panicum maximum. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahara M, Ebina M, Morita R, Kazama Y, Abe T, Takamizo T, Nakagawa H
  • 雑誌名: RIKEN Accel Prog Rep 巻: 45 ページ: 215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular nature of mutations induced by high-LET irradiation with argon and carbon ions in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirano T, Kazama Y, Ohbu S, Shirakawa Y, Liu Y, Kambara T, Fukunishi N, Abe T
  • 雑誌名: Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis 巻: 735 ページ: 19-31
  • DOI: DOI:10.1016/j.mrfmmm.2012.04.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of plastid movement in the pollen tube of Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara M, Yoshioka Y, Hirano T, Kazama Y, Abe T, Hayashi K, Itoh R
  • 雑誌名: Plant Signal Behav 巻: 7 ページ: 34-37
• [雑誌論文] 重イオンビームによる品種改良技術の開発から遺伝子機能解明へ (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部知子,平野智也,風間裕介
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 67 ページ: 680-684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of highly efficient heavy-ion mutagenesis in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Hirano T, Saito H, Liu Y, Ohbu S, Hayashi Y, Abe T
  • 雑誌名: BMC Plant Biol 巻: 11 ページ: 161
  • DOI: DOI:10.1186/1471-2229-11-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutation frequency analysis of M_1 plants irradiated with heavy-ion beams. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Hirano T, Ohbu S, Shirakawa Y, Abe T
  • 雑誌名: RIKEN Accel Prog Rep 巻: 44 ページ: 267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of LET on mutation induction by heavy-ion beam irradiation in imbibed seeds of Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirano T, Kazama Y, Ohbu S, Shirakawa Y, Abe T
  • 雑誌名: RIKEN Accel Prog Rep 巻: 44 ページ: 268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of bisexual flofwer-producing mutants of the dioecious plant, Silene latifolia, by using γ-ray and the heavy-ion. (2011)
  • 著者名/発表者名: Aonuma W, Ishii K, Torii C, Fujita N, Shimizu Y, Nishihara K, Kazama Y, Abe T, Kawano S
  • 雑誌名: RIKEN Prog Rep 巻: 44 ページ: 271
  • 査読あり
• [学会発表] 重イオンビームを用いたシロイヌナズナタンデム遺伝子破壊ラインの構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介
  • 学会等名: 日本育種学会第123回講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 重イオンビームによるオンデマンド変異誘発法の開発とタンデム遺伝a子破壊ラインの構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介
  • 学会等名: 日本植物生理学会第54回年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Optimization of ion-beam irradiation for highly efficient mutagenesis using a rapid detection method of mutation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y
  • 学会等名: EMBO Workshop: Genetic stability and change: Genome maintenance mechanisms in plants.
  • 発表場所: Roscoff, France
  • 年月日: 20120503-04
• [学会発表] LET-dependent effects of heavy-ion irradiation on mutation induction in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y
  • 学会等名: 8th International Symposium on Swift Heavy Ions in Matter (SHIM 2012)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] ヒロハノマンテマ性染色体の組換え抑制によって生じたSlAP3X/Y 周辺の構造変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井公太郎
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] ヒロハノマンテマのSlAP3 欠損変異体を含むY 染色体部分欠損変異体の網羅的単離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青沼航
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] ヒロハノマンテマの2 つのホモログ遺伝子SlSUP とSlWUS の発現と性染色体座乗 (2012)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] 雌雄異株植物ヒロハノマンテマの効率的な染色体標本の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井公太郎
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回総会・大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 重イオンビーム誘発性転換変異体を用いた植物Y 染色体性決定領域の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介
  • 学会等名: 新学術領域「ゲノム支援」2012 年度 拡大班会議
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 2012-08-29
• [学会発表] 重イオンビーム照射によるアポミクシス遺伝子領域での欠失変異誘発と線量・LET の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高原学
  • 学会等名: 日本育種学会第121回講演会
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] Ion-beam mutagenesis: New technology for the control of deletion-size by heavy-ion beam irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y
  • 学会等名: 18th International Botanical Congress (IBC2011)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20110723-30
• [学会発表] Ion beam mutagenesis: new innovative technology for mutation breeding (2011)
  • 著者名/発表者名: Abe T
  • 学会等名: 18th International Botanical Congress (IBC2011)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20110723-30
• [学会発表] シロイヌナズナのM1 世代での迅速な突然変異検出系を用いたLET 効果の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介
  • 学会等名: 日本育種学会第120回講演会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] シロイヌナズナを用いたDNA 突然変異へのLET 効果の解析(2) (2011)
  • 著者名/発表者名: 平野智也
  • 学会等名: 日本育種学会第120回講演会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] ヒロハノマンテマX 染色体連鎖遺伝子SlWUS1 は性染色体進化の過程でY 染色体から消失した? (2011)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] アルビノ変異セクターを指標とした重イオンビーム変異迅速検出系の確立 (2011)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介
  • 学会等名: 日本植物形態学会第23回総会・大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 重イオンビーム誘発突然変異に対するLET 効果の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平野智也
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-09-07
• [図書] The role of repetitive sequences in the evolution of plant sex chromosomes, In : New Insights on Plant Sex Chromosomes (Rafael Navajas-Perez (ed)) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama Y, Matsunaga S
  • 総ページ数: 21-34
  • 出版者: Nova Schience Publishers, Hauppauge, New York, U.S.A.
• [備考] (1)受賞風間裕介、平野智也、理研・研究奨励賞、2013年4月5日
• [備考] (2)アウトリーチ活動風間裕介、出前授業、「オスが子供を産む?重イオンビームで迫る植物Y染色体の不思議」、唐津東高校40名、2013年3月19日、唐津
• [備考] (3)アウトリーチ活動風間裕介、理研DAY:研究者と話そう、科学技術館、約40名、2013年3月17日、北の丸