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2013 年度 実施状況報告書

植物の新奇現象、受精非依存的胚珠肥大現象を利用した受精因子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 25840106
研究種目

若手研究(B)

研究機関名古屋大学

研究代表者

笠原 竜四郎  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 招へい教員 (40467270)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード受精欠損 / スクリーニング / 種子肥大 / 部分的種皮形成 / 変異体 / 遺伝子同定
研究概要

25年度は、受精に必須な変異体を受精非依存的種子肥大を利用して多数獲得することに重点をおいた。その結果、40000個体を実際にEMSにかけ、そのうちEMSのストレスを回避した4303個体についてスクリーニングを行い、合計78個の変異体を獲得することが出来た。これら78個の変異体に表現型解析を現在順次行っている状況である。初期表現型解析は、①アニリンブルー解析により全ての胚珠に花粉管が挿入されているかどうかを調べる実験や、②変異体と野生型を掛け合わせて後代に変異が遺伝しているかどうかを見る相互交配実験、③最後に組織の透明化法を使って胚珠の中に胚や胚乳が形成されているかどうかを見ることによって受精の成否を見る実験を随時遂行中である。①に関して、78個の変異体のうち全ての変異体でほぼ全ての胚珠に花粉管が挿入されている事が確認できた。これはバニリンによるスクリーニングで獲得できたもののほぼ全てにおいて雌性配偶体の形成が花粉管を誘引するまでの段階には成熟している事を示しており、配偶体形成不全の変異体を効率よく除外できている証拠である。過去の報告によるとEMS等によって変異を与えた結果生じる雌性配偶体の変異体の割合は、84%が雌性配偶体形成不全である事が知られており、これらを効率よく除外できるスクリーニング法が確立されたことはこの研究課題の進展に大きく貢献出来たと結論づけることができる。また、変異体の1つである1F747は次世代シーケンサーによる点変異箇所同定の解析が終了しており、エコタイプマッピングと併用して原因遺伝子の同定を目指して進行中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

25年度は受精に必須な遺伝子を獲得するために、より多くの変異体をストックすることが第一目標であったが、78個の変異体を獲得できたことからこの目標は達成できたと考えられる。更に、26年度に始める予定であった次世代シーケンサーによる遺伝子解析は1F747変異体に関しては既に終了しており、この変異体の解析に関しては計画以上に進展していると言える。26年度もこのスクリーニングを継続して行うと同時に変異体の解析も引き続き行っていく予定である。

今後の研究の推進方策

26年度は25年度のスクリーニングにて獲得できた78個の変異体について受精のどの段階で欠損が生じているのかを見極め、それぞれの変異体をカテゴライズして解析することに重点を置く。また、25年度のスクリーニングでは非常に効率よく受精に関する変異体を獲得する事が可能であることが証明できたので、引き続きこのスクリーニングを行い、変異体の数を増やして行く予定である。研究を遂行する上で現在問題となっているのは、受精に関する変異体と胚発生に関する変異体の見分けがつきにくいという点である。しかしこの場合変異体と野生型を掛け合わせる相互交配を行えば、その変異体が配偶体型なのか胚発生型であるのか容易に判断できるため、この点は克服できると考えている。

次年度の研究費の使用計画

商品購入の納期が遅れ、次年度使用額が生じた。
当該商品は5月中に納品予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fertilization recovery system is dependent on the number of pollen grains for efficient reproduction in plants.2013

    • 著者名/発表者名
      Kasahara D Ryushiro, Maruyama Daisuke, Higashiyama Tetsuya
    • 雑誌名

      Plant Signaling and Behavior

      巻: 8 ページ: e23690

    • DOI

      10.4161/psb.23690

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Independent control by each female gamete prevents the attraction of multiple pollen tubes.2013

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Daisuke, Hamamura Yuki, Takeuchi Hidenori, Susaki Daichi, Nishimaki Moe, Kurihara Daisuke, Kasahara D Ryushiro, Higashiyama Tetsuya
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 25 ページ: 317-323

    • DOI

      10.1016/j.devcel

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 受精回復システムの発見2013

    • 著者名/発表者名
      笠原竜四郎
    • 雑誌名

      Plant Morphology

      巻: 25 ページ: 83-88

  • [学会発表] 植物の新奇現象、 POEm現象の発見とその現象を利用した受精必須因子の探索

    • 著者名/発表者名
      笠原竜四郎、木下佳裕、東山哲也
    • 学会等名
      日本植物学会第77回大会
    • 発表場所
      北海道大学高等研究推進機構
  • [学会発表] 被子植物の花粉管と助細胞の相互作用 -したたかで用意周到な植物の生存戦術-

    • 著者名/発表者名
      笠原竜四郎
    • 学会等名
      北海道大学 藤田研究室セミナー
    • 発表場所
      北海道大学理学部
    • 招待講演
  • [学会発表] イネ生殖分子機構の解明と操作を基盤としたアポミクシスへの挑戦

    • 著者名/発表者名
      笠原竜四郎、木下佳裕、東山哲也
    • 学会等名
      日本植物生理学会第55回大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス

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公開日: 2015-05-28  

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