雌蕊のボトルネック構造による花粉管選択メカニズムの解明

基于雌蕊瓶颈结构的花粉管选择机制的阐明

• 批准号: 20J01572
• 负责人: 木村 友香
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01572/
• 关键词: 花柱; 花粉管通路; 受粉; 植物

本研究では花柱とその内部にある花粉管通路(Transmitting tract: TT)のボトルネック構造の生理学的意義を解明するために、このボトルネック構造の形態形成を制御する新規遺伝子の同定とその機能の解析を課題として設定している。昨年度はシロイヌナズナ野生株252系統を用いたGWAS解析により花柱内部TTのボトルネック構造の形態形成に関連があると予想される新規候補遺伝子座(X遺伝子座とする)を検出した。今年度はX遺伝子のDNA多型がもたらすボトルネック構造の形態の変化に着目した解析を行なった。昨年度実施したGWAS解析により、花柱TTのボトルネックがきつい表現型を示す系統(A型とする)とゆるい表現型を示す系統(B型とする)では異なるDNA多型を持つことが持つことが示された。A型系統、B型系統それぞれのDNA多型を持つX遺伝子をx変異体背景で発現させたところ、野生株を用いた実験と同様に、A型ではボトルネックがきつい表現型が、B型ではボトルネックがゆるい表現型が観察された。これより、候補遺伝子のDNA配列の違いがボトルネック構造の度合いを決定することが示唆された。DNA多型は候補遺伝子のプロモーター領域に存在していたことから、X遺伝子の発現量がボトルネック構造の形状の差に寄与すると仮説を立てA型・B型の多型を持つ系統を用いてqPCRを行いX遺伝子の発現量を比較した。その結果、ボトルネックがゆるいB型系統はきついA型系統に比べ3倍程度X遺伝子の発現量が高いことが示された。以上の結果より、X遺伝子の発現量が花柱内部TTの形状を決定する可能性が示唆された。

在这项研究中，我们设定了挑战，以确定控制这种瓶颈结构及其功能的形态发生的新型基因，以阐明房屋中瓶颈结构的生理意义以及其中的传播道（TT）。去年，使用252种野生拟南芥菌株的GWAS分析检测到了一个新的候选基因座（X基因座），该基因座（X基因座）与拟南芥内部TT的瓶颈结构的形态发生有关。今年，我们进行了一项分析，重点是X基因中DNA多态性引起的瓶颈结构的形态变化。去年进行的GWAS分析表明，在表现出严重表型（A型）和松散表型（B型）的菌株中，花骨头TT的瓶颈具有不同的DNA多态性，具有不同的DNA多态性。当在A和B谱系中具有DNA多态性的X基因在X突变体背景中表达，类似于使用野生菌株的实验时，在A型中观察到具有严重瓶颈的表型，并且观察到B型在B型中具有宽松的瓶颈的表型。这表明候选基因DNA序列的差异决定了瓶颈结构的程度。由于DNA多态性存在于候选基因的启动子区域中，因此我们假设X基因的表达水平有助于瓶颈结构的形状差异，并且使用具有A-B多态性的菌株进行QPCR，以比较X基因的表达水平。结果表明，带有松散瓶颈的B型菌株的X基因表达比A型菌株高三倍。以上结果表明X基因的表达水平可以决定花的内部TT的形状。