Mechanism of reproductive induction and sex differentiation in land plants

陆地植物生殖诱导和性别分化机制

• 批准号: 17H01437
• 负责人: 河内 孝之
• 金额: $ 27.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H01437/
• 关键词: 有性生殖; 基部陸上植物; 性分化; 苔類ゼニゴケ; 配偶体分化; 植物; 成長生理; 発生調節

ゼニゴケは陸上植物進化の基部に位置する苔類の１種であり、モデル生物としての基盤づくりが進められてきた。今年度には、ゼニゴケを用いた分子遺伝学的研究の基盤となるゲノム解析に関わる論文公表とデータベース公開を行った。ゼニゴケは核相が単相の配偶体世代が大半を占め、有性生殖に関する研究、特に配偶体世代における配偶子形成に関する未解明の問題を解析するために優れた材料である。ゼニゴケの配偶体世代で生殖系列の細胞を決定するために必要十分な転写制御因子BONOBOを同定した。シロイヌナズナを用いて、この因子の相同遺伝子が被子植物では雄性配偶体すなわち花粉における雄原細胞の運命決定に関与する進化的に保存された働きをもつことを示した。本年度は、上記の成果から転写因子BONOBOが陸上植物に共通した配偶体分化に関する機能をもつことを論文として公表した。ゼニゴケにおける一過的BONOBO発現系の実験からBONOBO転写因子の下流には、性分化に重要な働きをもつMYB転写因子が存在すること明らかにした。また、その遺伝子座では、そのアンチセンスロングノンコーディングRNAをコードするSUF遺伝子が存在することを見出した。今年度はこれらの変異体における雌雄の生殖関連遺伝子の発現を解析し、これらの変異体が形態的に性転換するだけでなく、配偶子形成に関わる遺伝子の発現も変化していることを明らかにした。また、MYB転写因子とSUFの二重変異体を作成したところ、SUF変異の効果は抑圧されることがわかり、SUFはこのMYB転写因子の発現を抑制する機能をもつこと、すなわちMYB遺伝子が遺伝的に上位にあることがわかった。以上のように、変異体の性分化に関する発生学的な表現型と性特異的な遺伝子発現の解析の結果、この制御モジュールが配偶体における雌雄の性分化に重要な役割を与えることを明らかにした。

A species of liverworts is found at the base of the evolution of terrestrial plants. This year, the basic framework of molecular genetics research is open to the public. A study on the relationship between nuclear and sexual reproduction and the relationship between sexual reproduction and sexual reproduction. It is necessary to write the control factor BONOBO in order to determine the reproductive series of the mating generation. In angiosperms, the same genes as those used in pollen cells determine the fate and evolution of male protocells. This year's results show that BONOBO is a common partner of terrestrial plants. The occurrence of BONOBO in the past is due to the existence of BONOBO writing factors, the important factors of sex differentiation and MYB writing factors. The expression of RNA in the genome of a virus is unknown. This year, the development of male and female reproductive related genes is analyzed, and the development of male and female reproductive related genes is analyzed. The function of suppressing the occurrence of MYB writing factor is to create a double variant of MYB writing factor and SUF, and to suppress the occurrence of MYB writing factor and SUF. As mentioned above, the results of the analysis of genetic phenotypes and sex-specific genetic findings related to the sexual differentiation of variants make it clear that these control mechanisms are important for the sexual differentiation of males and females in mates.

项目成果

Generative Cell Specification Requires Transcription Factors Evolutionarily Conserved in Land Plants

• DOI: 10.1016/j.cub.2017.12.053
• 发表时间: 2018-02
• 期刊: Current Biology
• 影响因子: 9.2
• 作者: Shohei Yamaoka;R. Nishihama;Yoshihiro Yoshitake;Sakiko Ishida;Keisuke Inoue;M. Saito;Keitaro Okahashi;Haonan Bao;Hiroyuki Nishida;K. Yamaguchi;S. Shigenobu;K. Ishizaki;K. Yamato;T. Kohchi

陸上植物の祖先の特徴をもつ苔類ゼニゴケの全ゲノム構造を解明

阐明具有陆地植物祖先特征的地钱的全基因组结构

植物の生殖細胞をつくる鍵因子を発見

发现植物中产生生殖细胞的关键因素

ノンコーディングRNAを介したゼニゴケの性分化調節

非编码RNA调控地钱性别分化

• 发表时间: 2017
• 作者: 岡橋啓太郎;久永哲也;山岡尚平;西浜竜一;中島敬二;河内孝之
• 通讯作者: 河内孝之

MpFGMYBはゼニゴケの雌性分化を制御する

MpFGMYB 控制地钱的雌性分化

• 发表时间: 2017
• 作者: 久永 哲也;岡橋 啓太郎;山岡 尚平;西浜 竜一;郷 達明;河内 孝之;中島 敬二
• 通讯作者: 中島 敬二