自家和合性Prunus属果樹類の解析による自家不和合性花粉側因子の同定

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13460014
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田尾 龍太郎 京都大学, 農学研究科, 助教授 (10211997)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々 英徳 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助手 (50295507) ; 羽生 剛 京都大学, 農学研究科, 助手 (60335304)
• Keywords: 核果類 / S-RNase / 配偶体型自家不和合性 / オウトウ / ウメ / アーモンド / スモモ / モモ

Research Abstract

Prunus属には,ウメやスモモ,あるいはオウトウやアーモンドなど多くの配偶体型自家不和合性を示す果樹が属する,これまでPrunus属果樹の自家不和合性に関しては,花柱側因子であるS-RNaseが同定されているが,花粉側因子については未同定であり,その機能は未知である.本研究では,自家和合性のPrunus属果樹の解析を通じて,Prunus属果樹の自家不和合性に関与する未知の花粉側因子を同定して,その機能を明らかにしようとするものである.本年度は,以下の成果を得た.
1)ウメとオウトウの自家結実性遺伝子の解析
ウメとオウトウにみられる花粉側認識機構に変異の生じた自家和合性SハプロタイプのSFB遺伝子の構造を解析し,これらの自家和合性の原因を明らかにすることに成功した.この結果は,昨年度の研究で花粉側因子の候補遺伝子として同定されたSFBが花粉側因子であることを裏付けるための有力な証拠の一つとなる.
2)倍数化による自家和合化機構の解明
米国ミシガン州立大学に保存されている酸果オウトウのSハプロタイプ領域のクローニングを行い,いくつかのSハプロタイプにおいて変異が生じていることを明らかにした.今後,この変異が酸果オウトウの自家和合化の原因になっているかどうか検討して行く予定にしている.
3)S-RNaseとSFBの相互作用の検討
S-RNaseとSFBがハプロタイプ特異的な相互作用をするかどうか検討するために必要な組換えタンパク質の作製を試みたが,これまでのところ可溶性の組換えタンパク質は得られていない.

Research Products

• [Publications] Ushijima, K., H.Sassa, A.M.Dandekar, T.M.Gradziel, R.Tao, H.Hirano: "Structural and transcriptional analysis of the self-incompatibility locus of almond : identification of a pollen-expressed F-box gene with haplotype-specific polymorphism"Plant Cell. 15. 771-781 (2003)
• [Publications] Yamane, H., R.Tao, H.Mori, A.Sugiura: "Identification of a non-S RNase, a possible ancestral form of S-RNases, in Prunus"Molecular Genetics and Genomics. 269. 90-100 (2003)
• [Publications] Beppu, K., Y.Takemoto, H.Yamane, H.Yaegaki, M.Yamaguchi, I.Kataoka, R.Tao: "Determination of S-haplotypes of Japanese plum (Prunus salicina Lindl.) cultivars by PCR and cross-pollination tests"Journal of Horticultural Science & Biotechnology. 78. 315-318 (2003)
• [Publications] Yamane, H., K.Ikeda, K.Ushijima, H.Sassa, R.Tao: "A pollen-expressed gene for a novel protein with an F-box motif that is very tightly linked to a gene for S-RNase in two species of cherry, Prunus cerasus and P.avium"Plant and Cell Physiology. 44. 764-769 (2003)
• [Publications] Yamane, H., K.Ushijima, H.Sassa, R.Tao: "The use of the S haplotype-specific F-box protein gene. SFB, as a molecular marker for S-haplotype and self-comaptibility in Japanese apricot (Prunus mume)"Theoretical Applied Genetics. 107. 1357-1361 (2003)
• [Publications] Yamane, H., K.Ikeda, N.R.Hauck, A.F.Iezzoni, R.Tao: "Self-incompatibility (S) locus region of the mutated S-haplotype of sour chery (Prunus cerasus) contains a functional pollen S allele and a non-functional pistil S allele"Journal of Experimental Botany. 54. 2431-2437 (2003)