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: 13206052
• 负责人: 柴 博史
• 金额: $ 2.3万
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13206052/
• 关键词: 自家不和合性; 優劣性; S-locus protein 11(SP11); class-II; Brassica rapa; Brassica oleracea

アブラナ科植物の自家不和合性に関わる雌雄のS因子としてSLG, SRKおよびSP11が明らかにされているが、これらをコードする遺伝子はMHC遺伝子座に匹敵する高度な多型を示す。S遺伝子の多型形成機構を明らかにするため、比較的S遺伝子が保存されている複数の花粉劣性系統(class-II系統)のS遺伝子座の解析と系統間におけるS遺伝子座の比較を計画した。本年度は、まずclass-II 1系統のS遺伝子座を解析し、未だ明らかでないclass-II系統の花粉側因子SP11の探索を行った。花粉劣性を示すBrassica rapa S_<60>ホモ系統株のファージゲノムライブラリーから、SRKを含むクローンを単離し、このクローンを起点にしてゲノムウォーキングを行ったところ、SRKの上流6.5kbにSP11と同様に複数のシステイン残基をコードしていると予想されるゲノム領域を見出した。当該配列を基にプライマーを作製し、葯cDNAを用いたRT-PCRを行ったところ発現が認められたため、これをS_<60>-SP11とした。S_<60>-SP11は発現タンパク質を用いた受粉実験の結果からS遺伝子特異的に不和合反応を誘起したため、class-I SP11の対立遺伝子と断定した。S_<60>-SP11を基に他のclass-II 5系統からSP11を単離したところ、系統間の相同性はclass-I系統間でのSP11の相同性と比較して高かった(アミノ酸配列レベルで61-91%,class-I系統間では38-45%)。またclass-I SP11とはアミノ酸配列レベルで25-31%の相同性しかなかったことからclass-I SP11とclass-II SP11は極早い時期に分化したものと推察される。さらにclass-I/class-IIヘテロ体ではclass-II SP11の発現が抑制されていたことから花粉劣性の形質がclass-II SP11の転写レベルでの発現抑制によって決まることを明らかにした。

S-factor, SRK and SP11 are highly polymorphic in plants of the family Amylostachys. Analysis and comparison of S gene loci in multiple pollen poor systems (class-II systems) and in inter-system systems for S gene preservation. This year, we analyzed the S gene locus of class-II 1 system and explored the pollen side factor SP11 of class-II system. Pollen degradation was shown in Brassica rapa S_<60>(10) strain. SRK contains a single nucleotide sequence, and SRK contains a single nucleotide sequence. SRK contains 6.5 kb of SP11 and multiple nucleotide sequences. When the sequence is selected, the sequence is selected<60>. S_<60>-SP11 is the first to appear in the game, and the result is the second to appear in the game. S_<60>-SP11 is the base for other class-II 5 systems, SP11 is the most common, and the similarity between systems is higher than that between class-I systems (61- 91%, 38-45%). 25-31% identity between class-I SP11 and class-II SP11 was detected at an early stage. In addition, class-I/class-II pollen cells were inhibited from producing class-II SP11, and the pollen quality of class-II SP11 was inhibited from producing class-II SP11.

项目成果

柴 博史: "植物の自家不和合性の謎が解けた!自己・非自己の識別の妙味"化学同人. 6 (2001)

芝浩：“植物的自交不亲和之谜已经解开！区分自我与非自我的奇迹”《化学同人》6（2001）。

Hiroshi Shiba et al.: "The Dominance of Alleles Controlling Self-Incompatibility in Brassica Pollen Is Regulated at the RNA Level"Plant Cell. 14・2. 491-504 (2002)

Hiroshi Shiba 等：“控制芸苔花粉自交不亲和性的等位基因在 RNA 水平上受到调节”14・2（2002 年）。

Hiroshi Shiba et al.: "A pollen coat protein, SP11/SCR, determines the pollen S-specificity in the self-incompatibility of Brassica"Plant physiology. 125. 2095-2103 (2001)

Hiroshi Shiba 等人：“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。

Hiroshi Shiba et al.: "Characterization of Expressed Genes in the SLL2 Region of Self-Compatible Arabidopsis thaliana"DNA Research. 8. 205-213 (2001)

Hiroshi Shiba 等人：“自交亲和拟南芥 SLL2 区域表达基因的表征”DNA 研究。