アポミクシス胚発生メカニズムの解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15780009
• Research Institution: National Agricultural Research Organization
• Principal Investigator: 高原 学 独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構, 畜産草地研究所・飼料作物開発部, 研究員 (90355123)
• Keywords: アポミクシス / 単為生殖 / アポスポリー / ギニアグラス / マイクロアレイ / 定量PCR / bulk segregant / AFLP

Research Abstract

アポミクシスとは、無性的な胚発生によって、母株と全く同一の遺伝子型を持った種子が形成される生殖様式である。これを利用すれば、さまざまな作物で育種や種子生産が飛躍的に向上すると期待される。本研究ではアポミクシス型の生殖様式を持っ暖地型牧草ギニアグラスを材料に、マイクロアレイや定量PCRによる発現解析からアポミクシス胚の発生に関連する遺伝子群を探索し、それらの機能を解明することを目的とする。
今年度は(1)これまでのマイクロアレイで得られていた候補遺伝子の、胚発生過程における発現の経時的変化の解析と、(2)BSA (bulk segregant analysis)法を応用したマイクロアレイ解析の2つを主な目標とした。まずこれらのマイクロアレイ解析や定量PCR解析に向けた十分な材料を確保するため、ギニアグラスを圃場で育成し未熟穂を採取した。用いた系統は「ナツカゼ」(アポミクシス)、「農1号」(有性生殖)、およびこれらのF1後代で、合計87個体から花穂の成熟段階別に6段階に分けて未熟穂を採取できた。現在これらからRNAを抽出し、定量PCRによる経時的変化の解析やマイクロアレイ解析を進めている。
一方で発現解析と補完し合う連鎖解析では、約1200個体の大規模集団を用いたAFLP解析を行い、アポミクシス遺伝子座周辺に0.08cM単位の連鎖地図を作成し、アポミクシス遺伝子座近傍のマーカーを用いたBACライブラリーのスクリーニングを行って、少なくとも10個のBACプールを特定した。
次年度は、マイクロアレイ解析や連鎖解析などで得られた候補遺伝子について、系統別や経時的な定量PCR解析を進めアポミクシス胚発生に関連する遺伝子を特定するとともに、有望な遺伝子についてin situ hybridizationによる空間的な解析も進めていく。

Research Products

• [Publications] Nakagawa H.et al.: "Linkage analysis and cDNA analysis toward the isolation of an apospory gene in Guineagrass"Molecular Breeding of Forage and Turf Third International Symposium. 44 (2003)
• [Publications] Ebina M.et al.: "A fine genetic map of the region containing Apospory, an Apomixis gene, in Guinea grass (Panicum maximum Jacq.)"The International Colloquium on Plant Biotechnology. 41 (2003)