核とミトコンドリア遺伝子のクロストークによる雌雄性分化の分子的解析

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コムギの近縁野生種Aegilops crassaの細胞質をもつパンコムギ(農林26号)の核一細胞質雑種[(crassa)-N26]は、穎花分化期の日長時間の差に感応して、雄蕊が雌蕊化する日長感応性細胞質雄性不稔(PCMS)を示す。本年度は核・ミトコンドリアのクロストークとして、異なる核ゲノムの背景でのミトコンドリア遺伝子の転写パターンを解析した。材料としてPCMSを示す(cr)-N26、稔性回復(正常な雄蕊を形成する)遺伝子をもつ(cr)-N61、(cr)-CS、半不稔性をしめすEMS処理した突然変異系統であるFR-mutant、その核親系統であるN26、N61、CS、及び細胞質提供親であるAe.crassaを用いた。それらの系統を、暗所で育成し、ミトコンドリア(mt)RNAを抽出した。mtRNAと機能が判明している10種類のミトコンドリア遺伝子(atpA,atp6,atp9,coxI,coxII,coxIII,cob,nad3/rps12,nad5ab,orf25)をプローブにして、ノーザンブロット解析を行った。10種類のミトコンドリア遺伝子のうち、orf25は核置換系統とその細胞質提供親であるAe.crassaとが異なる転写パターンを示した。そこで、orf25遺伝子領域の塩基配列を決定し、構造解析を行うと同時に、primer extension法により、orf25転写物の5^1-末端を決定し、プロモーター領域を詳細に解析した。N26ではorf25固有のプロモーター付近に5^1-末端が位置づけられた。一方、crassa型ではorf25本来のプロモーターが欠失し、代わりにリボソームタンパク質rps7のプロモーター領域が入り込んでいた。核置換系統のorf25はこのrps7遺伝子のプロモーターを使っており、翻訳開始コドンより約300塩基上流に5^1-末端が位置付けられた。Ae.crassaのorf25では、核置換系統でみられた転写産物がプロセスされたと考えられるorf25開始コドンの103塩基上流に5^1-末端が位置付けられる転写物が得られた。現在、これらの転写物のエディティングパターンを解析している。