アブラナ科植物の自家不和合性遺伝子群の多様性の分子機構

十字花科植物自交不亲和基因多样性的分子机制

• 批准号: 12206061
• 负责人: 柴 博史
• 金额: --
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12206061/
• 关键词: 自家不和合性; S遺伝子座; 非同義置換; 転位性遺伝因子; S-locus glycoprotein(SLG); S-receptor kinase(SRK); S-locus protein11(SP11)

自家不和合性は植物が持つ自家受精を抑制する機構の一つである。本機構は同一染色体上に位置する複対立遺伝子Sで説明され、雌しべと花粉に存在する自己・非自己を識別する認識物質のS遺伝子型が一致した場合に不和合となる。最近、アブラナ類ではS遺伝子として雌しべ側のSLG(S-locus glycoprotein),SRK(S-receptor kinase)と花粉側のSP11/SCR(S-locus protein 11 or S-locus cysteine rich)が明らかになったが、これらはS系統間で非同義置換を伴う高度な多型を示していた。またアブラナ類のS系統は集団中に100程度存在するといわれており、この様な多数の対立遺伝子で構成される図式は免疫系に関わるMHC遺伝子座に匹敵する。申請者はS遺伝子座の多型形成のメカニズムを解明することを目的に、SLG,SRK,SP11遺伝子の周辺領域を含むS遺伝子座75kbを解析し、遺伝子内組換えまたは遺伝子変換に関わる様々な情報の収集を試みた。また他のS遺伝子座と詳細な比較を行い、上記メカニズムへの寄与が予想されるゲノム構造上の特徴についても考察した。アブラナ類B.rapa S_<12>系統株のS遺伝子座を含む約75kbのBACクローンを解析したところ、SLG-SP11間とSRKの下流20kb付近に転位性遺伝因子がクラスターで存在していた。また他3系統のS遺伝子座と比較したところ、S遺伝子は系統間で遺伝子間の距離、転写方向等、非常に多様であったが、周辺のORFは保存されていた。さらにS_<12>系統とS_9系統間でハープロット解析を行ったところ、SLGの上流約10kbからSRKの下流約20kbの非コード領域はほとんど一致しなかった。またS遺伝子座内には複数の反復配列が確認され、その中には両系統で保存された約500bpの回文構造をした反復配列も見られた。これらの結果からS_<12>系統間で多型を示す領域はS遺伝子とその周辺約20kb内に限定される。この領域には転位性遺伝因子がクラスターを形成していることからゲノム配列中に組み込まれやすい領域があると考えられる。またS遺伝子間で回文構造状の反復配列も含め複数の反復配列が見られた。S遺伝子座の多型は単なる点変異の蓄積にとどまらないダイナミックなDNA配列の挙動に因ると考えられるが、これらの事象はS遺伝子座の多型形成に遺伝子座内での転位・組換えが関与している可能性を示唆していると考えられる。

A plant that is incompatible with its own fertility is inhibited by an organ. The present study is aimed at identifying the presence of multiple pairs of DNA fragments on the same chromosome, and at identifying the presence of multiple pairs of DNA fragments on the same chromosome. Recently, S-locus glycoprotein (SLG), SRK (S-receptor kinase) and SP11/SCR (S-locus protein 11 or S-locus cysteine rich) on the pollen side have been shown to be highly polymorphic. The S-system of this class exists to a degree of 100 in the population, and most of these pairs constitute the MHC locus of the immune system. The applicant is trying to understand the polytype formation of S gene loci, SLG, SRK, SP11 gene loci, including S gene loci 75 kb in the peripheral domain, and to collect information about the genetic transformation. A detailed comparison of the structural characteristics of the S family is made. The S gene locus of B. rapa S_system strain contains about 75 kb of BAC gene, SLG-SP11 gene and SRK gene.<12>The ORFs of the three systems are very diverse, and the ORFs of the three systems are very diverse, such as the distance between the vectors, the direction of writing, etc. S_system and S_9 system are analyzed in different ways. The upper stream of SLG is about 10 kb. The lower stream of SRK is about 20 kb. The lower stream of SLG is about 20 kb.<12>A 500 bp palindrome structure was preserved in the palindrome system. The result is that the S_system polymorphism domain is limited to about 20 kb.<12>This domain has a unique genetic origin. The palindromic structure is repeatedly arranged, including multiple repeated arrangements. The accumulation of point differences in the polymorphism of S gene loci is discussed in detail below.

项目成果

H.Shiba: "A pollen coat protein, SP11/SCR, determines the pollen S-specificity in the self-incompatibility of Brassica"Plant Physiology. (in press). (2001)

H.Shiba：“花粉外壳蛋白 SP11/SCR 决定了芸苔属自交不亲和性中的花粉 S 特异性”植物生理学。