遺伝子導入SIシロイヌナズナを利用した自家不和合性自他認識下流因子の網羅的解析

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25252001
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡辺 正夫 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90240522)
• 研究分担者: 矢野 健太郎 明治大学, 農学部, 准教授 (00446543) ; 諏訪部 圭太 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (50451612)
• 研究期間 (年度): 2013-10-21 – 2016-03-31
• キーワード: 遺伝学 / 育種学 / アブラナ科植物 / 自家不和合性 / 情報伝達 / シロイヌナズナ / アブラナ / バイオインフォマティクス

研究実績の概要

アブラナ科植物の自家不和合性における花粉と雌ずいの自他識別後のSRK下流因子について、シロイヌナズナ、アブラナを材料として検討を行った。
アブラナについては、TSC28系統の候補遺伝子について、遺伝子破壊ベクターを人工的に合成して、植物に遺伝子導入を行った。現在、幼植物を得ており、この植物体の表現型の変化を観察することにより、初期の目的である下流因子を同定できるものと判断する。また、確定次第、論文をオープンアクセスとして公開する予定である。また、別系統のものについては、100個体を超える植物体を展開し、QTLの領域を狭めた。TSC28系統と同様に、研究の継続により、下流因子を同定でき、TSC28系統の下流因子との相互作用も検討可能となる。
シロイヌナズナについては、SCシロイヌナズナ系統の表現型が安定せず、候補遺伝子の導入を試みたが、安定した結果を得ることができず、候補遺伝子を絞り込むことが困難であった。昨年度のシロイヌナズナのSCの原因との関連を解き明かすことで、安定化させ、候補なのか、原因遺伝子なのかを明確にできると考えた。
本研究活動と並行して、この研究テーマである植物、品種改良、多様性、生殖というキーワードの元にアウトリーチ活動を100件行い、3,802通の児童生徒からの手紙に返事を行い、小中高生、その指導教員から高い評価を得た。本研究の今後の継続とともに、アウトリーチ活動についても継続したい。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 順天大学校(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: 順天大学校
  • 他の機関数: 2
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] Identification of reference genes for quantitative expression analysis using large scale RNA-seq data of Arabidopsis thaliana and model crop plants. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kudo T, Sasaki Y, Terashima S, Matsuda-Imai N, Takano T, Saito M, Kanno M, Ozaki S, Suwabe K, Suzuki G, Watanabe M, Matsuoka M, Takayama S, Yano K
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 巻: 91 ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparative analysis of microRNA profiles of rice anthers between cool-sensitive and cool-tolerant cultivars under cool-temperature stress. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Maeda, Satomi Sakazono, Hiromi Masuko-Suzuki, Midori Taguchi, Kaori Yamamura, Kuniaki Nagano, Takashi Endo, Kenichi Saeki, Masaaki Osaka, Moe Nabemoto, Kana Ito, Toru Kudo, Masaaki Kobayashi, Mizuho Kawagishi, Kotomi Fujita, Hikaru Nanjo, Tomoe Shindo, Kentaro Yano, Go Suzuki, Keita Suwabe, and Masao Watanabe
  • 雑誌名: Genes & Genetic Systems 巻: 91 ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pleurochrysome: A web-database of Pleurochrysis transcripts and orthologues among heterogeneous algae. (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Yamamoto, Toru Kudo, Shoko Fujiwara, Yukiko Takatsuka, Yasutaka Hirokawa, Mikio Tsuzuki, Tomoyuki Takano, Masaaki Kobayashi, Kunihiro Suda, Erika Asamizu, Koji Yokoyama, Daisuke Shibata, Satoshi Tabata and Kentaro Yano
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 57 ページ: e6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide identification and characterization of MADS-box family genes related to organ development and stress resistance in Brassica rapa. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saha, G., Park, J.-I., Jung, H.-H., Ahmed, N. U., Chung, M.-Y., Hur, Y., Gu, Y.-G., Watanabe, M., and Nou, I.-S.
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 16 ページ: 178
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Plant Omics Data Center: An Integrated Web Repository for Interspecies Gene Expression Networks with NLP-based Curation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hajime Ohyanagi, Tomoyuki Takano, Shin Terashima, Masaaki Kobayashi, Maasa Kanno, Kyoko Morimoto, Hiromi Kanegae, Yohei Sasaki, Misa Saito, Satomi Asano, Soichi Ozaki, Toru Kudo, Koji Yokoyama, Koichiro Aya, Keita Suwabe, Go Suzuki, Koh Aoki, Yasutaka Kubo, Masao Watanabe, Makoto Matsuoka, Kentaro Yano
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 ページ: e9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Arabidopsis TAC Position Viewer: a high-resolution map of transformation-competent artificial chromosome (TAC) clones aligned with the Arabidopsis thaliana Columbia-0 genome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshitsugu Hirose, Kunihiro Suda, Yao-Guang Liu, Shusei Sato, Yukino Nakamura, Koji Yokoyama, Naoki Yamamoto, Shigeru Hanano, Eiji Takita, Nozomu Sakurai, Hideyuki Suzuki, Yasukazu Nakamura, Takakazu Kaneko, Kentaro Yano, Satoshi Tabata and Daisuke Shibata
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 83 ページ: 1114-1122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of transcriptome response to salinity stress in the halophytic turf grass Sporobolus virginicus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoki Yamamoto, Tomoyuki Takano, Keisuke Tanaka, Taichiro Ishige, Shin Terashima, Chisato Endo, Takamtisu Kurusu, Shunsuke Yajima, Kentaro Yano, Yuichi Tada
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 6 ページ: 241
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcriptional characteristics and differences in Arabidopsis stigmatic papilla cells pre- and post-pollination. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, T., Matsushima, M., Nabemoto, M., Osaka, M., Sakazono, S., Masuko-Suzuki, H., Takahashi, H., Nakazono, M., Iwano, M., Takayama, S., Shimizu, K.K., Okumura, K., Suzuki, G., Watanabe, M. and Suwabe, K.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 56 ページ: 663-673
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] シロイヌナズナおよび作物植物のRNA-seqデータを用いた遺伝子発現解析用リファレンス遺伝子の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 工藤徹，佐々木陽平，寺島伸，松田(今井)典子，高野知之，齋藤美沙，菅野真麻，諏訪部圭太，鈴木剛，渡辺正夫，松岡誠，高山誠司，矢野健太郎
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] 京野菜であるミズナとミブナに見られる葉形変異のQTL解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川勝弥一，中山北斗，上ノ山華織，五十嵐香理，八杉公基，工藤洋，永野惇，矢野健太郎，久保中央，木村成介
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] シロイヌナズナ雌しべの柱頭毛は周囲の湿度を感じて開花後に伸長する (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田征士, 落合功輝, 坂園聡美, 渡辺正夫, 諏訪部 圭太
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Functional analysis of pollen-expressed cysteine-rich protein CR3. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, H., Arakawa, C., Egusa, W., Masuko-Suzuki, H., Matsushima, M., Suzuki, G., Watanabe, M., and Suwabe, K.
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] A GUI Application 'CA Plot Viewer' for Large-Scale Gene Expression Analysis and Databases for Gene Expression Networks. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Yano, Shin Terashima, Yukino Nakamura, Minami Katayama, Yuno Takaki, Kataru Onosato, Tomoyuki Takano, Yohei Sasak, Maasa Kanno, Misa Saito, Noriko Matsuda, Satomi Asano, Koji Yokoyama, Yoshifumi Tada, Hiroshi Chiba, Hajime Ohyanagi, Toru Kudo, Masaaki Kobayashi
  • 学会等名: International Plant and Animal Genome XXIV
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2016-01-09 – 2016-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of Reference Genes for Quantitative Expression Analysis Using Large-scale RNA-seq Data of Arabidopsis thaliana and Model Crop Plants. (2016)
  • 著者名/発表者名: Toru Kudo, Yohei Sasaki, Shin Terashima, Noriko Matsuda, Tomoyuki Takano, Misa Saito, Maasa Kanno, Keita Suwabe, Go Suzuki, Masao Watanabe, Makoto Matsuoka, Seiji Takayama, Kentaro Yano
  • 学会等名: International Plant and Animal Genome XXIV
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2016-01-09 – 2016-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] Plant Omics Data Center: An Integrated Web Repository for Interspecies Gene Expression Networks with NLP-based Curation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin Terashima, Toru Kudo, Tomoyuki Takano, Maasa Kanno, Misa Saito, Noriko Matsuda, Satomi Asano, Yohei Sasaki, Koji Yokoyama, Hajime Ohyanagi, Kentaro Yano
  • 学会等名: International Plant and Animal Genome XXIV
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2016-01-09 – 2016-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] A Bioinformatics Tool Searching for Genome-Wide SSR Markers by Using High-Throughput Sequencing Data. (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kobayashi, Kentaro Yano
  • 学会等名: International Plant and Animal Genome XXIV
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2016-01-09 – 2016-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] Genome-Wide Association Study of Traits Involved in Biofuel Production in Sorghum. (2016)
  • 著者名/発表者名: Motoyuki Ishimori, Hiromi Kajiya-Kanegae, Hideki Takanashi, Masaru Fujimoto, Mai Minamikawa, Taichi Koshiba, Masaaki Kobayashi, Kentaro Yano, Tsuyoshi Tokunaga, Nobuhiro Tsutsumi, Hiroyoshi Iwata
  • 学会等名: International Plant and Animal Genome XXIV,
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2016-01-09 – 2016-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] History of self-incompatibility research in Brassica species -especially Tohoku University Hinata's laboratory works-. (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M
  • 学会等名: Topic seminor in GSP on Sunchon University
  • 発表場所: Sunchon, Korea
  • 年月日: 2016-01-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アブラナ科植物において低分子RNAとその標的配列の多様性により複雑な階層的優劣性が制御される (2015)
  • 著者名/発表者名: 和田七夕子, 安田晋輔, 柿崎智博, 三浦栄子, 樽谷芳明, 高田美信, 鈴木剛, 渡辺正夫, 高山誠司
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] 複数植物種の遺伝子発現ネットワーク情報と高信頼度アノテーション情報を搭載したWebデータベースPODC (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺島伸, 高野智之, 工藤徹, 菅野真麻, 齋藤美沙, 松田典子, 浅野さとみ, 佐々木陽平, 小林正明, 横山幸治, 諏訪部圭太, 鈴木剛, 渡辺正夫, 松岡信, 大柳一, 矢野健太郎
  • 学会等名: 第12回日本ナス科コンソシアム年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-10-25
• [学会発表] 複数植物種の遺伝子発現ネットワーク情報と高信頼度機能アノテーション情報を搭載したWebデータベースPODC (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺島伸, 高野智之, 工藤徹, 菅野真麻, 齋藤美沙, 松田典子, 浅野さとみ, 尾崎崇一, 佐々木陽平, 小林正明, 横山幸治, 諏訪部圭太, 鈴木剛, 渡辺正夫, 松岡信, 大柳一, 矢野健太郎
  • 学会等名: 日本育種学会第128回講演会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-11 – 2015-09-12
• [学会発表] 複数植物種の遺伝子発現ネットワーク情報と高信頼度アノテーション情報を搭載したWeb データベースPODC (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺島伸, 高野智之, 工藤徹, 菅野真麻, 齋藤美沙, 松田(今井)典子, 浅野さとみ, 佐々木陽平, 小林正明, 横山幸治, 諏訪部圭太, 鈴木剛, 渡辺正夫, 松岡信, 大柳一, 矢野健太郎
  • 学会等名: 第12回 日本ナス科コンソシアム(JSOL)年会
  • 発表場所: 川崎
  • 年月日: 2015-09-04 – 2015-09-05
• [学会発表] Identification of Reference Genes for Quantitative Expression Analysis in Broad Experimental Conditions Using Large-scale RNA-seq Data of Arabidopsis thaliana and Model Crop Plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Toru Kudo, Yohei Sasaki, Shin Terashima, Noriko Matsuda-Imai, Tomoyuki Takano, Misa Saito, Maasa Kanno, Soichi Ozaki, Suwabe Keita, Go Suzuki, Masao Watanabe, Matsuoka Makoto, Takayama Seiji, Kentaro Yano
  • 学会等名: 第12回 日本ナス科コンソシアム(JSOL)年会
  • 発表場所: 川崎
  • 年月日: 2015-09-04 – 2015-09-05
• [学会発表] The pollen-expressed cysteine-rich peptide CR3 involves in pollen germination and pollen tube growth. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, H., Arakawa, C., Matsushima, M., Suzuki, G., Watanabe, M. and Suwabe, K.
  • 学会等名: 26th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-09
  • 国際学会
• [学会発表] Revival of self-incompatibility in Arabidposis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, M., Morimoto, H., Hikota, Y., Okumura, K., Yano, K., Shimizu, K.K., Takayama, S., Suzuki, G., Watanabe, M. and Suwabe, K.
  • 学会等名: 26th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-09
  • 国際学会
• [学会発表] Self-incompatibility and genetic diversity of genus Brassica. (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: The Japan-China workshop on the interdiciplinary researches about Brassica crops.
  • 発表場所: Xi-An, China
  • 年月日: 2015-07-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Allelic variants of small RNA control dominance hierarchy among self-incompatibility alleles in Brassica rapa. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, S., Wada, Y., Kakizaki, T., Miura, E., Tarutani, Y., Takada, Y., Suzuki, G., Watanabe, M., and Takayama S.
  • 学会等名: International Symposium of Correlative Gene System
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Transcriptional chagnes during pollination in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsushima, M., Morimoto, H., Hikota, Y., Yano, K., Shimizu, K. K., Takayama, S., Suzuki, G., Watanabe, M., and Suwabe, K.
  • 学会等名: International Symposium of Correlative Gene System
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Trans-acting small RNA controlling the dominance hierarchy among self-incompatibility alleles in Brassica rapa. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, S., Wada, Y., Kakizaki, T., Miura, E., Tarutani, Y., Shimoda, T., Takada, Y., Suzuki, G., Watanabe, M., and Takayama S.
  • 学会等名: International Symposium of Correlative Gene System
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Current solutions and pipelines for high-throughput sequencing data analysis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M., Takano, T., Aya, K., Yano, K., Futagoishi, R., Niimi, T., Suwabe, K., Watanabe, M., Suzuki, G., Fujiwara, T., Matsuoka, M., Yano, K.
  • 学会等名: International Symposium of Correlative Gene System
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Data mining with Plant Omics Data Center reveals conserved gene expression networks of molecular chaperone and protein disulfide isomerase genes in different organs. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kudo, T., Takano, T., Ohyanagi, H., Terashima, S., Kanno, M., Saito, M., Matsuda, N., Kobayashi, M., Ozaki, S., Sasaki, Y., Asano, S., Yokoyama, K., Aya, K., Suwabe, K., Suzuki, G., Watanabe, M., Matsuoka, M., Yano, K.
  • 学会等名: International Symposium of Correlative Gene System
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Plant Omics Data Center: an integrated web repository for interspecies gene expression networks with NLP-based curation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Terashima, S., Takano, T., Ohyanagi, H.,, Kubo, T., Kanno, M., Saito, M., Matsuda, N., Kobayashi, M., Ozaki, S., Sasaki, Y., Asano, S., Yokoyama, Aya, K., Suwabe, K., Suzuki, G., Watanabe, M., Matsuoka, M., and Yano, K.
  • 学会等名: International Symposium of Correlative Gene System
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
  • 国際学会
• [図書] "植物の性", In "植物学の百科事典" (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡辺正夫
  • 総ページ数: in press
  • 出版者: 丸善出版
• [図書] Science Window 2016年冬号 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡辺正夫
  • 総ページ数: 40(38)
  • 出版者: 科学技術振興機構
• [図書] Functional Genomics and Biotechnology in Solanaceae and Cucurbitaceae Crops. (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kobayashi, Hajime Ohyanagi, Kentaro Yano
  • 総ページ数: 265(31-42)
  • 出版者: Springer
• [図書] Advances in the Understanding of Biological Sciences Using Next Generation Sequencing (NGS) Approaches. (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kobayashi, Hajime Ohyanagi, Kentaro Yano
  • 総ページ数: 241(1-12)
  • 出版者: Springer
• [図書] Chapter 13 Omics Analysis and Databases for Plant Science. Genomics, Proteomics and Metabolomics in Nutraceuticals and Functional Foods, Second Edition. (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kobayashi, Hajime Ohyanagi, Kentaro Yano
  • 総ページ数: 653(150-159)
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd., Published Online
• [図書] 月刊バイオインダストリー「統合オミックス情報解析と作物育種への利用」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 工藤徹, 寺島伸, 矢野健太郎
  • 総ページ数: 59(10-16)
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 育種学研究, Vol.17, No.2,「遺伝研スパコンとコマンドラインでのNGSデータ使い倒し講座」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神沼英里, 望月孝子, 門田有希, 小林正明, 大柳一, 矢野健太郎
  • 総ページ数: 93(88-93)
  • 出版者: 日本育種学会
• [図書] JATAFFジャーナル 3, アブラナ科野菜における分子育種の基盤構築とその応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 諏訪部圭太
  • 総ページ数: 51(10-16)
  • 出版者: 公益社団法人農林水産・食品産業技術振興協会
• [備考] Brassica rapaゲノムにおけるMADS-box遺伝子族の同定・解析と器官発生・ストレス耐性
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/news/2015/05/12171720.php