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2015 年度 実績報告書

同種および異種配偶子の雌雄不均等融合により作出した受精卵の発生能

公募研究

研究領域ゲノム・遺伝子相関:新しい遺伝学分野の創成
研究課題/領域番号 26113715
研究機関首都大学東京

研究代表者

岡本 龍史  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (50285095)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード受精 / 配偶子 / 胚発生 / ゲノム
研究実績の概要

植物の受精卵における母親ゲノムと父親ゲノムの比は1:1、一次胚乳細胞におけるそれは2:1である。この両親ゲノム比は種子形成と密接に関連しているが、受精卵胚発生過程においては、「受精卵中の同種あるいは異種の雌雄ゲノム比と胚発生の関係性」についての明確な知見は得られていない。本研究では、in vitro受精系を用いて、同種雌雄ゲノム比および異種ゲノムを任意の組み合わせで受精卵中に存在させ、それらゲノムが胚発生に与える影響を実験発生学的に示すとともに、胚発生過程における雌雄ゲノムの機能と異種ゲノム間の相関関係を明らかにすることを目的とした。
(1) 異なる比で同種雌雄ゲノムをもつ受精卵の発生能
複数のイネ卵細胞と一個のイネ精細胞を融合(多卵受精)させた受精卵(3, 4, 6倍体)の発生率が2倍体とほぼ同様である一方で、一個のイネ卵細胞に二個のイネ精細胞を融合(多精受精)させた受精卵(3倍体)では、多くの場合、核融合あるいは核融合後の第一分裂の過程で発生が停止することを明らかした。さらに、受精卵内で片親ゲノム特異的な発現を示す遺伝子群の同定を試みた。この際、SNP情報を利用するためにジャポニカ品種のニホンバレとインディカ品種のカサラスを用いて受精卵を作出し、NGS解析を行った。その結果、受精卵中で父親アリル特異的発現を示す遺伝子が10個程度同定された。現在、それら遺伝子群がどのように受精卵発生に関与しているか解析を進めている。
(2) 異種ゲノムもつ交雑受精卵の発生能
イネ、トウモロコシ、およびコムギ配偶子を任意の組み合わせで融合させたところ、異質2倍体受精卵が10 - 100細胞胚程度で発生を停止したのに対して、異質倍数性受精卵は再分化期カルスにまで発生・増殖を進めた。この結果は、異種の雌雄ゲノム存在量比が受精卵の発生に影響を及ぼすことを示唆している。今後は、交雑受精卵中おける異種雌雄ゲノム間の相関機構について解析を進める。

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

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Development of polyspermic rice zygotes2016

    • 著者名/発表者名
      Toda E., Ohnishi Y. and Okamoto T.
    • 雑誌名

      Plant Physiol.

      巻: in press 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] Isolation of gametes from Brachypodium distachyon2016

    • 著者名/発表者名
      Matsumura T. and Okamoto T.
    • 雑誌名

      Plant Biotech.

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] in vitro受精系を用いた同質および異質倍数体の作出2016

    • 著者名/発表者名
      岡本龍史、戸田絵梨香、村松岳朗、大西由之佑
    • 学会等名
      日本育種学会第129回講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-21 – 2016-03-22
  • [学会発表] Continuous convergence of actin meshwork for nuclear migration in rice zygote during karyogamy2016

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Y., Okamoto T.
    • 学会等名
      24rd International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • 発表場所
      Tucson, USA
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of polyspermic rice zygote produced in vitro and possible contribution of polyspermy to polyploid formation2016

    • 著者名/発表者名
      Toda E., Ohnishi Y., Okamoto T.
    • 学会等名
      24rd International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • 発表場所
      Tucson, USA
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-23
    • 国際学会
  • [学会発表] イネin vitro受精系を用いた解析:受精卵中における核合一機構と同質倍数体の作出2015

    • 著者名/発表者名
      岡本 龍史、戸田 絵梨香、大西 由之佑
    • 学会等名
      第36 回種子生理生化学研究会年会
    • 発表場所
      松本
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-07
  • [学会発表] 配偶子融合法による同質および異質倍数体の作出2015

    • 著者名/発表者名
      岡本龍史、戸田絵梨香、村松岳朗、大西由之佑
    • 学会等名
      日本園芸学会平成27年度秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] Fusion of gamete nuclei and division of zygote nucleus in plants and animals.2015

    • 著者名/発表者名
      Okamoto T., Toda E., Ohnishi Y.
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
    • 招待講演
  • [学会発表] イネ受精卵内における精核の移動はアクチンメッシュの卵核方向への集約に依存する2015

    • 著者名/発表者名
      大西由之佑、岡本龍史
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [学会発表] Actin networks in rice zygotes; continuous convergence to egg nucleus functions in karyogamy2015

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Y., Okamoto T.
    • 学会等名
      International Symposium “Establishing Next-Generation Genetics”
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      2015-05-28 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of polyspermic rice zygotes produced in vitro2015

    • 著者名/発表者名
      Toda E., Ohnishi Y., Okamoto T.
    • 学会等名
      International Symposium “Establishing Next-Generation Genetics”
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      2015-05-28 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [備考] 首都大学東京  植物発生生理学研究室

    • URL

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

  • [産業財産権] 植物に物質を導入する方法2016

    • 発明者名
      加藤紀夫、岡本龍史
    • 権利者名
      日本たばこ産業株式会社、公立大学法人首都大学東京
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-70288
    • 出願年月日
      2016-03-31

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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