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

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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。