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。

This study aims to clarify the physiological significance of the pollen tube pathway (TT) and its regulation of morphogenesis, and to clarify the functional analysis of the new pollen tube pathway. The GWAS analysis of the wild strain 252 system was carried out in the past year, and the relationship between the morphology of the inner TT and the structure of the wild strain 252 was analyzed. This year, the DNA polymorphism of X gene was analyzed. The GWAS analysis was performed last year, and the phenotypic system (type A) and the phenotypic system (type B) were analyzed. A type system, B type system, all kinds of DNA polymorphism, X gene, X gene The DNA alignment of candidate genes is determined by the degree of alignment of candidate genes. DNA polytype candidate gene is present in the domain, X gene is present in the domain, X gene is present in the domain, and X gene is present in the domain. As A result, the amount of X-ray emission in type B system is 3 times higher than that in type A system. The above results indicate the possibility of determining the shape of TT inside the style by the amount of X gene.