胞子体型の開葯しない激レア・高ニーズな細胞質雄性不稔性イネの分子基盤解明

阐明孢子体的分子基础，这是极其罕见且急需的不开放花药的细胞质雄性不育水稻

• 批准号: 21H02161
• 负责人: 鳥山 欽哉
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02161/
• 关键词: 育種学; 遺伝学; 遺伝子; ゲノム; 植物

我々はインディカ品種Tadukanに由来する胞子体型のCMS /RF系統を見いだしている。本研究では、このTadukanに由来するCMS /RF系統について、ミトコンドリアのCMS原因遺伝子の同定とゲノム編集を用いた証明、及び、稔性回復遺伝子のマップベースクローニングを行い、雄性不稔・稔性回復の分子基盤を明らかにすることを目的としている。CMS原因遺伝子の同定：Tadukanミトコンドリアの全ゲノムの塩基配列を決定し、日本晴に無いorfを探索したところ、orf312を発見した。このorf312はWA型CMSの原因遺伝子であるWA352の後半部分と類似していた。また、減数分裂期と開花期の葯で発現しており、稔性回復遺伝子が存在すると、その転写量が減少することを発見した。これより、orf312がCMS原遺伝子の最有力候補とした。Tadukan由来CMS系統のorf312をゲノム編集技術の一つであるmitoTALENを用いてノックアウトし、稔性が回復することを明らかにして、orf312がCMS原因遺伝子であることを証明した。稔性回復遺伝子のマップベースクローニング：Tadukanに台中65号を戻し交雑する過程において、稔性のある個体を選抜して、稔性回復系統を作出した。ファインマッピングと全ゲノム塩基配列解析（Whole Genome Sequencing）を行い、稔性回復遺伝子(Rf)候補を６個同定し、それらのゲノム断片をクローニングして、相補性試験用のベクターを構築して、CMS系統に遺伝子導入を開始した。現在再分化植物が得られている。胞子体型の開葯しない葯のメカニズム解明：減数分裂期から開花期までの葯の切片を作成し、形態観察を行なった。葯の裂開に関わるセプタムのギャップが見られないことがわかった。

We have developed a variety of Tadukan products from the cellular type of CMS

项目成果

Tadukan型細胞質雄性不稔性イネの花粉発達は正常だが葯の裂開が阻害され、稔性回復は胞子体型に行なわれる

Tadukan型细胞质雄性不育水稻的花粉发育正常，但花药开裂受到抑制，并且孢子体形式的育性恢复。

• 发表时间: 2022
• 作者: 髙塚歩;風間智彦;鳥山欽哉
• 通讯作者: 鳥山欽哉

Identification of a cytoplasmic male sterility causative gene in Oryza sativa cv. Tadukan with mitoTALEN-mediated mitochondrial gene-knockout

水稻细胞质雄性不育致病基因的鉴定。

• 发表时间: 2021
• 作者: Takatsuka A;Kazama T;Arimura S;Toriyama K
• 通讯作者: Toriyama K

イネTA-CMSにおいてミトコンドリア移行TALENが引き起こす相同組換え修復およびゲノム構成の変化の解析

水稻TA-CMS中线粒体转位TALENs诱导的同源重组修复和基因组组成变化分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 高塚歩;風間智彦;有村慎一;鳥山欽哉
• 通讯作者: 鳥山欽哉

ミトコンドリア遺伝子orf312が葯の裂開を阻害するTadukan型細胞質雄性不稔性イネの組織学的解析

线粒体基因orf312抑制花药开裂的Tadukan型细胞质雄性不育水稻的组织学分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 高塚歩;風間智彦;鳥山欽哉
• 通讯作者: 鳥山欽哉

イネの細胞質雄性不稔性と稔性回復の分子基盤

水稻细胞质雄性不育和育性恢复的分子基础

• 发表时间: 2021
• 作者: 鳥山欽哉