mitoTALENを用いた雄性不稔性発生メカニズムの解明

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細胞質雄性不稔性（CMS）は，ハイブリッド種子生産を支える基盤として農業上重要な形質として知られている． 近年，mitoTALENを用いることでミトコンドリアゲノム上に存在する遺伝子のノックアウトが可能であることが明らかにされた．この技術を用いることで， WA型・RT102型CMSイネのCMS原因遺伝子候補であるorf352をノックアウトしても，自殖による種子稔性が回復しないことが明らかとなったことより，このCMSイネのミトコンドリアには，他にもCMS原因遺伝子が存在することが考えられた．一方，なぜCMS原因遺伝子が発現することで不稔を引き起こすのか？については，いまだに統一した見解は示されていない．そこで，本研究ではmitoTALENによって稔性の回復した系統とCMS系統を材料として，CMSがなぜ起こるかを明らかにすることを目的として，①WA型・RT102型CMSイネの新たなCMS原因遺伝子の同定②レトログレードシグナルによって変化する核遺伝子の探索を行うこととした．今年度は，①の新たなCMS原因遺伝子の同定のために，orf352をノックアウトして，花粉の形態が回復した個体のミトコンドリアゲノムの構造を明らかにしようとした．mitoTALENによるミトコンドリア遺伝子のノックアウトを行うと，大規模なゲノム構造の再編成が起こることが知られている．今回材料とした系統においても，再編成が起こっており，ショートリードでのNGS解析では，構造の決定ができなかった．②の核遺伝子の発現パターン調査の一環として，orf307をノックアウトして稔性が回復した系統とCW型CMSイネ，それぞれの核遺伝子型背景となったジャポニカ品種のT65の3系統について，成熟花粉を含む葯よりRNAを抽出して，RNA-seqを行なった．現在，データの解析を行なっているところである．