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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

基本信息

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

项目摘要

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。

Plant and insect pollen vectors are used to exchange information on individuals and descendants. The pollen vector of one kind of plant species and another kind of plant species is low in fertilization rate due to invasion of pollen tube and pistil. "Incompatibility between species" is important for preventing invasion of heteropollen. It has physiological significance. In this study, the initial factors associated with interspecific incompatibility were determined by STIGMATIC PRIVACY 1 (SPRI1) and the biochemical analysis of interspecific incompatibility was performed. This year, we conducted an analysis of candidates for SPRI1 parameters and interaction factors that were previously discussed in the previous year. When the factor is deficient, the pollen of heterosis is pollinated. The result is that the species are not compatible with each other. The molecular function of the new regulation factor is to increase the quality of the new regulation factor, and the new regulation factor is to increase the quality of the new regulation factor. To explore the factors related to interspecific reproductive barriers in different species, and to explore the common causes of genetic accumulation in field systems. Heterogeneous pollen (Malcolm littorea) was rejected by the system and accepted by the system. The plants of F2 generation were obtained and some of them were assembled. The DNA isolation and analysis of the next generation were carried out. The analysis of the results, causes and consequences of the problem is a matter of concern.