研究課題
植物生殖における雌雄配偶子の最初の出会いである受粉は、花粉識別に始まり、養水分の花粉への供給、花粉発芽および花粉管伸長により構成され、これらは機能の異なる様々なシステムにより制御されている。本研究は、受粉各ステップを制御する因子（遺伝子）を特定し、受粉の分子メカニズムを解明することを目的とする。今年度は、前年度に絞り込んだ各ステップに関与する候補遺伝子について、以下の解析をそれぞれ進めた。まず花粉識別・花粉発芽・花粉管誘導の制御が推定されるリガンド因子については、野生型およびT-DNA挿入系統を用いたin vitro花粉培養系により、花粉発芽および花粉管伸長に関与する因子であることを明らかにするとともに、whole mount in situハイブリダイゼーション法により、その発現部位が花粉及び胚珠であることを特定した。次に水分供給の制御が推定される2つの因子については、各T-DNA挿入ホモ系統を用いた交配により二重変異体を作出し、育成した後にライブイメージング系により表現型観察を行った。その結果、各T-DNAヘテロ型の二重変異体では表現型への影響が明確に区別できなかったため、各T-DNAホモ型二重変異体を作製した。花粉認識への関与が推定されるレセプター系統の育成を開始し、T-DNAのホモ化と表現型観察を行い、数系統において受粉に影響があることを明らかにした。上記受粉各ステップに関与する候補因子のバイオインフォマティックス解析をより効率化するために、受粉前・自家受粉後・他家受粉後の乳頭細胞を特異的に単離し、NGS解析により各雌しべで発現する遺伝子情報を網羅的に単離した。それら情報を相互比較することで、受粉前後で発現の変動する遺伝子情報を獲得した。
2: おおむね順調に進展している
前年度に絞り込んだ受粉各ステップへの関与が推定される遺伝子について、T-DNAノックアウト系統を用いた各種解析を行い、花粉発芽・花粉管誘導に関与するリガンド因子を特定した。また、whole mount in situハイブリダイゼーション法によりその発現部位も特定した。養水分吸収と花粉識別に関与が推定される因子についても解析を進め、当初予定していた解析はほぼ完了した。バイオインフォマティックス解析をさらに効率化するために、受粉前後の遺伝子発現動向を解明するトランスクリプトーム解析を行い、雌しべ細胞における遺伝子発現情報を蓄積した。これは当初の予定にはない解析であるが、本研究をより加速化するための情報基盤である。
今までの研究で絞り込んだ受粉各ステップへの関与が推定される遺伝子について、種々の実験によりその機能解明を行う。特に、昨年度から開始した「花粉と雌しべ間の認識・情報伝達」に関連するレセプターT-DNA系統の解析を重点的に進め、受粉時の認識システムの理解を深化させる。それぞれの遺伝子の機能を総括し、受粉各ステップの分子システムの包括的解明を試みるとともに、それら成果を論文として公表することで一般社会への還元を行う。
研究代表者の繰り越しは、論文出版経費として3月に支出を見込んでいたものが、実際の出版が2015年4月になったためその分の経費を繰り越した。また研究分担者の繰り越しは、当初予定していたwhole mount in situハイブリダイゼーション法が効率的に達成できたため、試薬費として見込んでいた経費が大幅に軽減できたため。
研究代表者については、4月に出版になる予定の論文出版経費を繰り越し分で支出し、翌年度分の研究費は研究計画に沿って使用する。研究分担者については、繰り越し分と翌年度分の研究費を合わせて、whole mount in situハイブリダイゼーション法に加えて種々の解析法によって当該遺伝子の発現部位の詳細調査を行う。
すべて 2015 2014
すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 1件)
Plant Cell Physiol.
巻: 56 ページ: 663-673
10.1093/pcp/pcu209
巻: 56 ページ: e9
10.1093/pcp/pcu188
JATAFFジャーナル
巻: 3 ページ: 印刷中
