2019 Fiscal Year Annual Research Report
Discovery of the Prunus-specific self-incompatibility recognition system and its horticultural applications
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19H00941
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田尾 龍太郎 京都大学, 農学研究科, 教授 (10211997)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金岡 雅浩 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10467277)
松本 大生 山形大学, 農学部, 准教授 (30632129)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 果樹 / 受粉受精 / 自家不和合性 / 果樹ゲノム科学 / 組換え遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究初年度の本年度は以下の項目について検討し，以下の実績を得た．
（共通反応に関する仮説検証実験）サクラ属に特異的に存在するM locus GST（MGST）は雌ずいS因子S-RNaseのフォールディングに機能し，S-RNaseの花粉管内での活性化と細胞毒性の発揮を担うと予測している．この仮説検証のため， 必要な組換えMGSTを大腸菌を用いて作製するとともに，MGSTのペプチド抗体を作製した．さらに花粉および花粉管のトランスクリプトーム解析も行った．
（和合反応に関する仮説検証実験）サクラ属のS locus F-box likes（SLFLs）はS-RNaseを不活化するジェネラルインヒビターとして働くと想定しており，SLFL2がその最有力候補であると想定しているが，ジェネラルインヒビターとして働く他のタンパク質が存在する可能性もある．そこで，オウトウのゲノムデータからSLFLおよびSFBの相同配列を検索して，S-RNaseとの結合能を調査したところ，SFB様タンパク質もS-RNaseと結合能を示すことを明らかにした．
（不和合反応に関する仮説検証実験）MGSTの存在下でのS-RNaseとSFBの相互作用を検証するために，本年度は，上記の通り，MGSTの組換えタンパク質の作製と抗体の作製を行った．またSFB-S4およびSFBS6を花粉で発現する組換えタバコの作出に着手した．
（組換え花粉を用いた証明実験）MGST, SLFL, SFBの生化学的調査に基づく上記の検証実験に加え，MGST, SLFL, SFBのアンチセンスオリゴを用いたノックダウン実験を行うために，サクラ属花粉における至適条件を明らかにした．またin vitro花粉管伸長試験による不和合性反応再現系を開発した．さらに効率的に実験を行うために，不和合反応を再現するためのマイクロデバイスのデザインに着手し，一定の成果を得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度の初めに計画した実験のほとんど全てを実行することができ，また一定の成果を得たので，おおむね順調に研究が進んでいると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
分類学上広範な植物が共有するS-RNase依存性配偶体型自家不和合性認識機構において，如何にしてサクラ属においてのみ異なる特異な認識機構が成立したのかという進化遺伝学上の問いに一定の答えを出すためには，MGSTの機能解明が鍵となる．また新しい実験系の開発も必須であり，不和合性反応の再現系やアンチセンスオリゴを用いた遺伝子発現制御系の開発も必要となるので，これらに注力して研究を進めていく．また同時に，得られた成果を応用して行う実用的な技術開発のための研究も進めていく．
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