Mechanisms preventing of self-pollen tube growth in S-RNase-based self-incompatibility

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ナス科植物の自殖を防ぐメカニズムである自家不和合性は、非自己由来の雌ずい因子を多数の花粉因子を用いて認識する「非自己認識」機構に基づいている (Science 2010; Nat.Plants 2015)。この機構では、雌ずい因子として機能するS-リボヌクレアーゼ(S-RNase)は、花粉管に対する細胞毒として機能する。一方、花粉因子として機能するS-locus F-boxes (SLFs) は、非自己由来S-RNaseの膨大なバラエティーを認識し、解毒することで、非自己花粉の交配和合性を保障するが、自己由来S-RNaseだけは解毒できないので、自己花粉管の伸長は阻害される。本研究は、この非自己認識型自家不和合性機構における自己花粉管細胞への毒性発揮メカニズムを明らかにすることを目的としている。昨年度は、ペチュニア自家和合生変異株から同定した変異遺伝子、PhML1について、ゲノム周辺領域のDNA配列を単離し、シークエンスを確認した。また、形質転換による機能解析を行うため、PhML1を発現する形質転換ベクターを構築した。PhML1が正常であるにも関わらず、自家和合性となる別の形質転換系統11mを同定し、その遺伝学的背景を確認するため遺伝学的交配実験を行った。その結果、11mの自家和合性の原因は、S遺伝子座自身にあることが判った。和合性系統とのトランスクリプトームの比較解析を行い、S-RNase遺伝子の発現が損なわれていることが和合性の原因であると示唆する結果が得られた。自家不和合性表現型発現時のRNA分解の実態（デグラドーム）を解析するため、自家和合性交配時と自家不和合性交配時のトランスクリプトームをリファレンスゲノムにマップし、授粉後雌ずいに含まれる転写物の鎖長を比較した。結果、両者の鎖長には大きな違いを見いだすことは出来なかった。