ニホンナシにおける不和合遺伝子産物の解析と応用に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560021
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 平塚 伸 三重大学, 生物資源学部, 助教授 (10143265)
• Keywords: ニホンナシ / 自家不和合性 / S-RNase / S遺伝子 / 花粉管伸長 / 受精 / 着果

Research Abstract

これまでに行った,ニホンナシ品種の自家不和合性の強さとS-RNase含量との相関に関する研究成果を,Acta Hort.(2002)およびSci. Hort.(2002)に公表した.これらの結果は,ニホンナシの自家不和合性の強さの品種間差異が,花柱内のS-RNase濃度の品種間差異に依存していることを強く示唆していることから,S_2-RNase遺伝子のプローブを作成し,不和合性の強さの品種間差がS-RNase遺伝子発現の品種間差に支配されるものか否かを検討中である.
S_4-RNaseペプチド配列の一部を使ってウサギに対する抗体の作成を行った.現在,この抗体を用いて,花粉とS_4-RNaseを培養した際のS_4-RNaseの挙動を研究中である.
in vitroでS-RNaseと培養した不和合花粉管伸長は,和合のものより明らかに強い伸長抑制を受けた.S-RNase遺伝子と高い相同性をもつRNaseT_2や,RNaseT_1およびRNaseAは,不和合花粉に対するS-RNaseほど強い生物活性を示さなかった.また,各種RNase処理した花粉管中のRNA含量を比較すると,不和合花粉管中で最も強く分解されたことから,S-RNaseは不和合花粉管に細胞毒として作用して花粉管伸長を抑制し,また,S-RNaseは不和合反応に特異的な機能を果たす分子であることが示された.これらの結果は,第26回国際園芸学会議2002)で公表した.
S-RNase処理した不和合花粉管内におけるエネルギー代謝系酵素の活性を調査した.解糖系酵素であるグリセロアルデヒド3-P脱水素酵素とTCA回路のメンバーであるイソクエン酸脱水素酵素は,S-RNaseによる明らかな活性抑制が見られた.ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ活性は,S-RNaseによってわずかに抑制された.一方,花粉の糖代謝に重要な役割を果たすとされる酸性インベルターゼと中性インベルターゼは,S-RNaseによって明らかに活性が抑制された.これらの結果より,S-RNaseによる不和合花粉管伸長抑制は,花粉発芽に伴って新規合成される一連の酵素タンパク質の合成阻害によるものと推察した.以上の結果の一部は,2002年の園芸学会秋季大会で公表した.

Research Products

• [Publications] S.Hiratsuka, et al.: "Self-incompatibility in Japanese pears : Peculiar inhibitory action of S-RNase on self pollen-tube growth in vitro"Acta Hort.. (in press).
• [Publications] S.Hiratsuka, S-L.Zhang: "Relationships between fruit set, pollen-tube growth, and S-RNase concentration in the self-incompatible Japanese pear"Sci. Hort.. 95. 309-318 (2002)
• [Publications] S.Hiratsuka, S-L.Zhang: "Cultivar differences in the expression of self-incompatibility in Japanese pears"Acta Hort.. 587. 437-448 (2002)
• [Publications] S.Hiratsuka, et al.: "Self-incompatibility in Japanese pears : Peculiar inhibitory action of S-RNase on self pollen-tube growth in vitro"Abstr. XXVlth Internat. Hort. Congr.. 359-360 (2002)
• [Publications] 平野豊士, 河合義隆, 平塚伸: "ニホンナシの自家不和合性に関する研究(第36報)培地へのS-RNase添加が不和合花粉のPEPC活性に及ぼす影響"園学雑. 71(別2). 491 (2002)
• [Publications] 平塚 伸: "新農学大辞典:果樹の栽培〜結実生理(自家不和合性等)〜"養賢堂(印刷中).