Molecular analysis of ligand-receptor information exchange mechanisms on pollination.

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本研究は、植物生殖の情報認識を司るリガンド・レセプター機構に焦点を絞り、受粉時の「雌しべにおける花粉識別(自家不和合性)」と「花粉発芽」の各ステップにどのようなリガンド・レセプター因子(遺伝子)が関与し、どのような分子メカニズムが機能しているか明らかにすることを目的としている。これにより、花粉識別から花粉発芽に至る一連の植物受粉システムのうち、組織・細胞間情報認識機構が鍵となる花粉認識と花粉発芽、つまり受粉の最初と最後を司るメカニズムの本質を明らかにする。受粉時の花粉自他認識後の花粉拒絶反応を誘導するD1/5遺伝子については、ChIP-Seq解析に向けたGFP融合D1/5コンストラクトを完全自家不和合性シロイヌナズナに形質転換し、GFP蛍光による導入遺伝子の発現を確認した。自家受粉により導入遺伝子ホモ型系統を獲得し、ChIP-Seq解析に供試できる量の後代種子獲得に向けた栽培を行った。また、受粉前後・和合/不和合反応時発現遺伝子変動データの更なる解析により、花粉自他認識後の鍵反応のひとつである花粉給水を制御する因子候補を新たに見出した。花粉発芽を誘導するCR3遺伝子については、その受容体候補であるPRK1/3との直接的相互作用を検証するためのタグ融合コンストラクト（CR3:HisおよびPRK1/3:FLG）をベンサミアナタバコにそれぞれ形質転換し、導入遺伝子の発現を確認した。CR3:His及びPRK1/3:FLGタンパク質生産のための栽培を行い、タンパク質相互作用を解析するための予備的な生化学実験（プルダウンアッセイ）を行った。