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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Study on the flexible sex determination in hexaploid persimmon

Research Project

Project/Area Number 19J23361
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

増田 佳苗  岡山大学, 環境生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Keywords性決定 / 倍数化 / 果樹 / カキ / トランスクリプトーム / 生殖進化
Outline of Annual Research Achievements

作物の性表現は栽培・育種において考慮すべき最重要形質の一つである。カキ属の野生二倍体種は画一的な性別を示す、一方で、六倍体の栽培ガキはこの性表現に揺らぎを持ち、雌花・雄花両者の着生や両性花の派生が見られる。六倍体の栽培ガキは性表現に揺らぎを持ち、OGI/MeGI二つの最上流因子における「エピジェネティック制御による不安定性の獲得」が鍵となることが分かっている。しかし、この性表現の不安定性を統御する遺伝的・環境的要因はこれまで全く理解されていない。本研究では、六倍体カキの性の揺らぎについて(1)エピジェネティク制御によるOGI/MeGIの不安定化、(2)雄花からの両性花の派生の2点に関する調査を行い、植物の多様な性表現を制御する技術の開発、およびゲノム倍化が駆動する性の揺らぎの進化過程の解明を目指してきた。
(1)に関して、植物ホルモン解析・トランスクリプトーム解析による雌雄花の着生バランス決定要因の探索を行った。雌雄決定期の花芽を採取し、高頻度で雄になる芽ではJA量が増加しており、JA関連に関わるストレス応答経路が機能していたことから、JAを中心としたシグナル応答経路が雄花着花に関わる可能性が考えられた。
(2)に関して、前年度の解析から、雌器官形成促進を担う因子候補として、シロイヌナズナのRADIALISオーソログが同定された。本年は、形質転換実験による両性花派生の決定因子の機能証明を行った。オス化したモデル植物にカキのRADIALIS様遺伝子を導入したところ、実際に雌蕊伸長が観察され、予想と一致してRADIALIS様遺伝子が両性花派生の鍵因子として機能することが示唆され、既存のOGI/MeGIとは異なる新規因子が両性花への先祖帰りに関わることが明らかとなった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学デービス校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア大学デービス校
  • [Journal Article] Reinvention of hermaphroditism via activation of a RADIALIS-like gene in hexaploid persimmon2022

    • Author(s)
      Masuda Kanae、Ikeda Yoko、Matsuura Takakazu、Kawakatsu Taiji、Tao Ryutaro、Kubo Yasutaka、Ushijima Koichiro、Henry Isabelle M.、Akagi Takashi
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 8 Pages: 217~224

    • DOI

      10.1038/s41477-022-01107-z

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genome-wide cis-decoding for expression design in tomato using cistrome data and explainable deep learning2022

    • Author(s)
      Akagi Takashi、Masuda Kanae、Kuwada Eriko、Takeshita Kouki、Kawakatsu Taiji、Ariizumi Tohru、Kubo Yasutaka、Ushijima Koichiro、Uchida Seiichi
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1093/plcell/koac079

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Establishment and Evolution of Sexuality in Angiosperm: Specificity of Plants Driving Sexual Diversities2021

    • Author(s)
      MASUDA Kanae、AKAGI Takashi
    • Journal Title

      KAGAKU TO SEIBUTSU

      Volume: 59 Pages: 23~29

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.59.23

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] AIが写真から見抜くカキ果実の内部形質2021

    • Author(s)
      増田佳苗、赤木剛士
    • Journal Title

      果実日本

      Volume: 76 Pages: 66~69

  • [Presentation] 六倍体カキにおけるRADIALIS様遺伝子を介した両性花性の再構築2021

    • Author(s)
      増田佳苗、池田陽子、松浦恭和、川勝泰二、田尾龍太郎、久保康隆、牛島幸一郎、Isabelle M. Henry、赤木剛士
    • Organizer
      園芸学会 令和3年度秋季大会
  • [Presentation] 倍数体のゆらぎ~栽培カキの性表現システム~2021

    • Author(s)
      増田佳苗
    • Organizer
      育種学会 令和3年度秋季大会ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] Reinvention of hermaphroditism triggered by activation of a RADIALIS-like gene in hexaploid persimmon2021

    • Author(s)
      Masuda Kanae、Ikeda Yoko、Matsuura Takakazu、Kawakatsu Taiji、Tao Ryutaro、Kubo Yasutaka、Ushijima Koichiro、Henry Isabelle M.、Akagi Takashi
    • Organizer
      7th International Symposium on Persimmon
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 六倍体カキにおけるRADIALIS様遺伝子を介した両性花性の再構築2021

    • Author(s)
      増田佳苗、池田陽子、松浦恭和、川勝泰二、田尾龍太郎、久保康隆、牛島幸一郎、Isabelle M. Henry、赤木剛士
    • Organizer
      RNAフロンティアミーティング2021
  • [Remarks] 岡山大学プレスリリース「柿の花が解き明かす「植物の揺らぐ性」の進化」

    • URL

      https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20220318-1.pdf

  • [Remarks] 岡山大学プレスリリース「AIが覗き込むトマトゲノム:果実の遺伝子の動きを見抜く」

    • URL

      https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20220308-2.pdf

URL: 

Published: 2022-12-28  

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