2005 Fiscal Year Annual Research Report
テンサイにおける花粉稔性回復遺伝子のクローン化と機能解析
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04J09257
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
松平 洋明 北海道大学, 大学院農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 細胞質性不稔性 / 稔性回復遺伝子 / ミトコンドリア型メタロプロテアーゼ / テンサイ |
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| Research Abstract |
細胞質雄性不稔性(CMS)は花粉の発育が特異的に阻害される母性遺伝形質で,花粉不稔を引き起こすミトコンドリア遺伝子と,その作用を抑制して正常な花粉の発育をもたらす核遺伝子(稔性回復遺伝子,Rf)との相互作用によって発現制御される。この分子機構を解明するため,テンサイOwen型CMSに働く稔性回復遺伝子Rf1(以前はRfxと表記)のポジショナルクローニングを進めている。
これまでに,Rf1を含むゲノム領域の全塩基配列(260kbp)中に見つかった予想遺伝子29個のうち1)花粉生産の場である葯組織で発現し,2)ミトコンドリア移行シグナルを持ち,さらに3)Rf1とrf1の間に何らかの多型が存在するという3点を満たすものをRf1候補遺伝子として解析をしている。そのうち一種(メタロプロテアーゼに類似するのでMPLと名付けた)は特に系統間での構造多型が著しいので,本年度はこのMPLを中心に解析した。
まずMPLの完全長cDNAを単離して遺伝子構造を明らかにした上で,MPLとGFPの融合タンパク質を用いた細胞内局在解析を行った。その結果,MPLは確かにミトコンドリアシグナルを持つことが判明した。興味深いことに,ノザン解析を行うと,MPLのシグナルは稔性回復個体の花芽で多く見られる。そこで,発現部位と時期をより詳細に検討するため,花芽の切片に対するIn situ hybridizationを行った。その結果,MPLの発現は花粉形成期の葯組織のうち,花粉四分子期以降のタペート細胞に限定されることが判明した。花粉四分子期は,CMS株のタペート細胞で初めてミトコンドリアの形態異常が観察される時期である。よって,Rf1がMPLである可能性は極めて高い。現在,MPLを導入した形質転換テンサイを育成中であり,今後,春化処理を施して開花を誘導し,花粉稔性を調査する予定である。
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