アブラナ科植物における近縁種花粉の排除機構を担う認識分子の解明

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植物は風や昆虫に花粉を媒介させることで、離れた場所にいる個体と遺伝情報を交換しながら子孫を残す。一方で、異なる植物種の花粉も媒介されてしまうことがあり、これらの花粉管の雌蕊への侵入を許してしまうと同種花粉の受精率が低下してしまうと考えられる。従って異種花粉の侵入を防ぐ「種間不和合性」は重要な生理学的意義を持つと考えられるが、具体的なメカニズムがこれまで明らかにされたことはない。本研究では、アブラナ科種間不和合性に関わる初の因子として同定されたSTIGMATIC PRIVACY 1 (SPRI1) の生化学的な解析を通じて、SPRI1が関わる種間不和合性機構の分子的なメカニズム解明を目的としている。本年度は、昨年度絞り込みを行ったSPRI1タンパク質と相互作用する因子の候補の解析を行った。当該因子の欠損株において、異種花粉の受粉アッセイを実行した。その結果、種間不和合性が著しく弱まった変異体を見出すことに成功した。発見した新規因子の分子機能に迫るべく、蛍光タンパク質を付加した形質転換体を作出し、葉をサンプルとした共免疫沈降を行ったところ、新規因子に結合したタンパク質候補についても見出した。また別のアプローチから、新規の種間生殖障壁に関わる因子を探索するべく、種間和合となったシロイヌナズナ野外系統に蓄積する原因遺伝子の同定に着手した。異種花粉 (サンドストック; Malcolmia littorea) を拒絶する系統と受容する系統のかけ合わせF2世代の植物を取得し、一部の組み合わせは先行して次世代シーケンスを用いたバルクDNA分離分析を行った。解析の結果、原因遺伝子を持つと思われるゲノム領域の絞り込みに成功した。