植物SRY遺伝子:ナデシコ科雌雄異株植物ヒロハノマンテマのY染色体特異的遺伝子

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13206016
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 河野 重行 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (70161338)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松永 幸大 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助手 (40323448)
• Keywords: 雌雄異株植物 / ヒロハノマンテマ / Y染色体 / 植物SRY遺伝子 / BACライブラリー / YAPD-PCR法 / STSマーカー / FISH法

Research Abstract

本研究の目的は,ヒロハノマンテマ(9,400Mb)のY染色体(860Mb)の雄性決定領域とそこにコードされた雄性決定遺伝子(植物のSRY遺伝子)を同定することにある.こうした研究を通じて,1)巨大ゲノムの一部(Y染色体)のみを研究対象として取り扱う手法を確立し,2)花芽形成に続いて起こる生殖器官原基の形成に関わる性染色体と「植物SRY遺伝子」の役割を明らかにする.最終的には,植物SRY遺伝子を用いた遺伝子導入によって,高等植物の人為的性転換系の開発をめざす.
本研究計画では,非常に敏感にDNA配列の差異を検出できるようRAPD-PCR法を最適化するとともに,ヒロハノマンテマの純系を確立し,十分量のBACライブラリ-の構築をめざした.1)純系種の確立と葯・花粉培養:確立された交配法に従って,交配実験を繰り返し,ヒロハノマンテマの純系種を作出した.2)RAPD-PCR法によるY染色体特異的STSプライマーの確立:RAPD-PCR法を最適化し,雌(2A+XX)と雄(2A+XY)のゲノム構成の差異を検出し,STSプライマーを作成した.3)BACライブラリーの構築とスクリーニング:BACライブラリーを構築し,FISH法および先のY染色体特異的STSプライマーを用いて,Y染色体特異的な100kb前後のDNA断片をスクリーニングした.
その結果,新規Y染色体特異的STSマーカーを2種類(#2-2,YSWE1)単離できた.#2-2を含む8kbpのY染色体領域の解析し,新規のOFRを同定でした.また,Y染色体マーカーに類似するSTS配列を持つクローン(#19B12)を得て,2つの0RFとcDNAクローンに相同性のある領域を見出した.BACライブラリーから新規の反復配列を得た(#15C12).この配列はY染色体にも蓄積が見られ,Y染色体マーカーとなる可能性があり,現在解析を進めている.

Research Products

• [Publications] Yamamoto, M: "Evolutionary relationships among multiple modes of cell division in the genus Nannochioris (Chiorophyta) revealed by genome size, actin gene multiplicity, and phylogeny"J Phycol.. 37. 106-120 (2001)
• [Publications] Miyazawa, Y.: "Differential regulation of starch synthesis gene expression during amyloplast development in cultured tobacco BY-2 cells"J. Plant Physiol.. 158. 1077-1084 (2001)
• [Publications] Takano, H.: "The complete DNA sequence of the mitochondrial genome of Physarum polycephalum"Mol Gen Genet.. 264. 539-545 (2001)
• [Publications] Matsunaga, S.: "Sex determination by sex chromosomes in dioecious plants"Plant Biology. 3. 481-488 (2001)
• [Publications] Uchida, W.: "Interstitial telomere-like repeats in the genome of Arabidopsis thaliana"Genes Genet. Syst.. (in press). (2002)
• [Publications] Nakao, S.: "RAPD isolation of a Y chromosome-specific ORF in a dioecious plant, Silene latifolia"Genome. (in press). (2002)
• [Publications] 河野重行(分担執筆): "新ミトコンドリア学"共立出版. 434 (2001)