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

十字花科植物中负责相关花粉消除机制的识别分子的阐明

• 批准号: 19J01563
• 负责人: 加藤 義宣
• 金额: $ 3.08万
• 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: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01563/
• 关键词: 種間不和合性; 生殖障壁; 受粉過程; アブラナ科; 膜タンパク質複合体

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。

Plants は wind や insects に pollen を medium さ せ る こ と で from れ た places に い る individual と heritage 伝 intelligence を exchange し な が ら を す residue. Party で, different な る plants の pollen も medium さ れ て し ま う こ と が あ り, こ れ ら の pollen tube の pistil へ の intrusion を xu し て し ま う と same pollen の fertilization rate low が し て し ま う と exam え ら れ る. Pollen の 従 っ て heterogeneous intrusion を ぐ proof "interspecific schisms" は な physiological significance を hold つ と exam え ら れ る が, concrete な メ カ ニ ズ ム が こ れ ま で Ming ら か に さ れ た こ と は な い. This study で は, ア ブ ラ ナ division of schisms between sexual に masato わ る early の factor と し て with fixed さ れ た STIGMATIC PRIVACY 1 (SPRI1) の な of biochemistry analytic を tong じ て, SPRI1 が masato わ る interspecific schisms sex institutions の molecular な メ カ ニ ズ ム interpret を purpose と し て い る. This year った, last year った 込みを line ったSPRI1タ <e:1> パ パ the する particle と interaction する factor <e:1> candidate <s:1> analysis を line を った. When the factor is in short supply, the plant にお にお て て and the xenospecies pollen is <s:1> pollinated アッセ を を and the plant is in operation た. Youdaoplaceholder0 results, interspecific incompatibility が by く weak まった variant を by す とに successful た た. 発 see し た new rules forced factor の molecular function に る べ く 蛍 light タ ン パ ク quality を pay plus し た form quality planning in body を し, leaf を サ ン プ ル と し た were immune to sink を line っ た と こ ろ, new rules factor に combining し た タ ン パ ク qualitative alternate に つ い て も shows し た. ま た don't の ア プ ロ ー チ か ら, new rules の kind of reproductive barrier between に masato わ る factor を explore す る べ く, interspecific と な っ た シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ field system に accumulation す る reasons but 伝 son の with fixed に し た. Heterogeneous pollen (サ ン ド ス ト ッ ク; Malcolmia littorea) を refused す る system と let す る system の か け close わ せ を obtain し の F2 generation plants, a group の み わ せ は first し て nextgen シ ー ケ ン ス を with い た バ ル ク DNA separation line analysis を っ た. The analysis of the <s:1> result, the cause, the 伝 child を holds the と と thought in the われるゲノム field, the <s:1> is repeated, the 込みに is successful, and the た is た.

项目成果

花粉発芽におけるシロイヌナズナ VPS13 タンパク質の分子機能について

拟南芥VPS13蛋白在花粉萌发中的分子功能

• 发表时间: 2021
• 作者: Yoshinobu Kato;Shota Ishida;Yuka Kimura;Shun Tadokoro;Seiji Takayama;Sota Fujii;藤井壮太;藤井壮太;Sota Fujii;藤井壮太
• 通讯作者: 藤井壮太

アブラナ科種間不和合性を担うSTIGMATIC PRIVACY 1のシロイヌナズナ系統間における生化学的比較解析

STIGMATIC PRIVACY 1 的比较生化分析，该基因导致拟南芥菌株中十字花科种间不相容

• 发表时间: 2020
• 作者: 加藤義宣;木村友香;高山誠司;藤井壮太
• 通讯作者: 藤井壮太

The Pentatricopeptide Repeat Protein PGR3 Is Required for the Translation of petL and ndhG by Binding Their 5′ UTRs

• DOI: 10.1093/pcp/pcaa180
• 发表时间: 2021-01-13
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Higashi, Haruka;Kato, Yoshinobu;Shikanai, Toshiharu
• 通讯作者: Shikanai, Toshiharu