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2020 年度 実績報告書

父性転写因子による受精卵の発生誘導および異質倍数性受精卵の発生機構

公募研究

研究領域植物新種誕生の原理―生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて―
研究課題/領域番号 19H04868
研究機関東京都立大学

研究代表者

岡本 龍史  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50285095)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード受精 / 卵細胞 / 精細胞 / 受精卵 / 異質倍数性 / 父性転写因子 / イネ / コムギ
研究実績の概要

雌雄配偶子ゲノムが協調的に機能することによって受精卵は正常に発生する。本課題では、同質および異質受精卵の発生機構を解析することにより、受精卵発生機構および異種間軋轢による胚発生不全機構を解明することを目的として、次の研究を遂行した。
(1) OsASGR-BBML1の標的遺伝子群の同定および受精卵初期発生過程における転写因子カスケード:DD45プロモータ下でOsASGR-BBML1を発現する形質転換イネのライン群から高効率で卵細胞発生を行うラインを選抜した。さらに、卵細胞の1細胞トランスクリプトーム解析を試み、細胞1個で十分に再現性があるデータが得られる実験条件を特定し、現在はBBML1卵細胞のトランスクリプトームに取りかかっている。
(2) 異質交雑受精卵の発生プロファイルと異種ゲノムの保持・存在状態:電気融合させるイネ配偶子とコムギ配偶子の組み合わせ、数、および倍数性を検討した結果、作出した交雑受精卵が植物体にまで発生する条件を見出した。それら交雑植物がほぼコムギの形態を示したこと、およびフローサイトメトリー解析からイネ染色体・ゲノムが脱落していると推定された。植物体のゲノムシークエンス解析を進めたところ、当該交雑受精卵由来の植物体はコムギゲノムにイネゲノム断片が挿入されている可能性が示唆された。
(3) 卵細胞の受精非依存的な分裂・発生機構:卵細胞の自律的分裂を誘導するスベロイルアニリドヒドロキサム酸 (SAHA) の標的酵素(ヒストン脱アセチル化酵素)により発現が制御されている遺伝子群を特定し、受精誘導性・抑制性遺伝子群などとの比較解析を進めている。また、12種のSAHA誘導体のうち、3種に分裂誘導活性があることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Paternal Genome Excess on the Developmental and Gene Expression Profiles of Polyspermic Zygotes in Rice2021

    • 著者名/発表者名
      Deushi Ryouya、Toda Erika、Koshimizu Shizuka、Yano Kentaro、Okamoto Takashi
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 10 ページ: 255

    • DOI

      10.3390/plants10020255

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vitro fertilization system using wheat gametes by electric fusion.2021

    • 著者名/発表者名
      Maryenti T., Kato N., Ichikawa M., Okamoto T.
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro Production of Zygotes by Electrofusion of Rice Gametes2020

    • 著者名/発表者名
      Rahman Md Hassanur、Toda Erika、Okamoto Takashi
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: 2122 ページ: 257~267

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0342-0_18

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9‐Based Genome Editing Using Rice Zygotes2020

    • 著者名/発表者名
      Toda Erika、Okamoto Takashi
    • 雑誌名

      Current Protocols in Plant Biology

      巻: 5 ページ: e3681

    • DOI

      10.1002/cppb.20111

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gene Expression and Genome Editing Systems by Direct Delivery of Macromolecules Into Rice Egg Cells and Zygotes2020

    • 著者名/発表者名
      Toda Erika、Okamoto Takashi
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 10 ページ: e3681

    • DOI

      10.21769/BioProtoc.3681

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物受精卵を用いたゲノム編集2020

    • 著者名/発表者名
      岡本 龍史、戸田絵梨香、加藤 紀夫
    • 雑誌名

      植物の化学調節

      巻: 55 ページ: 52-56

    • 査読あり
  • [学会発表] Expression of Genes from Paternal Alleles in Rice Zygotes and Involvement of OsASGR-BBML1 in Initiation of Zygotic Developmen2021

    • 著者名/発表者名
      Rahman MH, Toda E., Kobayashi M., Kudo T., Koshimizu S., Takahara M., Iwami M, Watanabe Y., Sekimoto H., Yano K., Okamoto T.
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Developmental profiles of inter-subfamily polyploid zygotes produced by the fusion of wheat and rice gametes2021

    • 著者名/発表者名
      Maryenti Tety., Takayoshi Ishii., Okamoto T.
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] ROS dynamics and GSH-mediated glutathione peroxidase functions in developing rice zygote2021

    • 著者名/発表者名
      Rattanawong K., Koiso N., Toda E., Tanaka M., Tsuji H., Okamoto T.
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Identification of proliferative cells among protoplasts prepared from rice scutellum callus2021

    • 著者名/発表者名
      Aini H., Nakahira O., Okamoto T.
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 単子葉植物イネ受精卵および初期胚における極性決定機構2021

    • 著者名/発表者名
      木下 温子、Maryenti Tety、Aini Hanifah、戸田 絵梨香、岡本 龍史
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナの花成における茎頂メリステムサイズとアイデンティティ転換2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺真史, 岡本龍史, 木下温子
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] An efficient DNA- and selectable-marker-free genome-editing system using zygotes in rice and its possible application to other crop species.2020

    • 著者名/発表者名
      Toda E, Koiso N, Takebayashi A, Ichikawa M, Kiba T, Osakabe K, Osakabe Y, Sakakibara H, Kato N, Okamoto T.
    • 学会等名
      Keystone Symposia “Plant Genome Engineering: From Lab to Field”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イネ受精卵と葉プロトプラストから作出した融合細胞における核合一および発生プロファイル2020

    • 著者名/発表者名
      戸田絵梨香, 亀川拓夢, 岡本龍史
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [備考] 植物発生生理学研究室ホームページ

    • URL

      https://www.biol.se.tmu.ac.jp/labo.asp?ID=horcel

  • [産業財産権] 配偶子融合を用いた細胞質雑種植物の作出法2020

    • 発明者名
      岡本龍史、マリエンティ テティ、石井孝佳、矢野健太郎
    • 権利者名
      岡本龍史、マリエンティ テティ、石井孝佳、矢野健太郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-187279

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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