アブラナ科植物の自家不和合性遺伝子座に存在するレトロトランスポゾンの発現解析

十字花科植物自交不亲和基因座反转录转座子的表达分析

• 批准号: 03J07412
• 负责人: 藤本 龍
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J07412/
• 关键词: 自家不和合性; レトロトランスポゾン; アブラナ科; 分子生物学; ゲノム構造; 自家不和合成

アブラナ科植物の自家不和合性は一つの遺伝子座(S)を想定することで説明されている。自家不和合性反応はS遺伝子座に遺伝子が座乗する柱頭側の認識分子SRKと花粉側の認識分子SP11の相互作用による。同じくS遺伝子座にあるSLGは、SRKの細胞外ドメインと相同性が見られる。F_1品種‘CR清雅65'(S-46/S-54)の自殖分離集団の中から、5つの自家和合性個体(S-54ホモ)が得られた。S-54の自家和合個体と自家不和合個体の相互交配の結果、和合性の原因が柱頭側にあることが明らかとなった。連鎖解析から和合性の要因がSと連鎖していることが明らかになった。柱頭側の認識因子であるSRKの発現量に差は見られなかったが、SLGからSRKへのgene conversionが生じていた。以上の結果から、自家和合性の原因は、gene conversionによって生じたSRKがSP11を認識できなくなったためであると考えた。アブラナ科植物から、DNAのメチル化に関与すると考えられる遺伝子、BrMET1a、BrMET1b、BrCMT、BrDDM1を単離した。このうち、BrDDM1の配列を元にRNAiのコンストラクトを作成し、形質転換体の作成を行い、11個の独立した形質転換体を得た。形質転換体ではメチル化の程度の低下が確認され、その程度は個体間で異なった。メチル化の低下の程度が1番大きかった形質転換体の表現型はWTと変わらなかったが、WTで発現しないことを確認しているレトロトランスポゾンの発現が誘導されていた。このレトロトランスポゾンのメチル化程度を形質転換体とWTで比較したところ、形質転換体でDNAのメチル化の程度が低下していたことから、このレトロトランスポゾンの発現誘導は、メチル化レベルの低下により起こったと考えられた。

十字花科植物中的自体不兼容是通过假设一个基因座来解释的。自动兼容性反应是由柱头侧识别分子SRK的相互作用引起的，该柱头识别分子SRK位于S基因座和花粉识别分子SP11。发现也位于S基因座的SLG与SRK的细胞外结构域是同源的。从F_1品种“ Cr Seiga 65”（S-46/S-54）的自我分离人群中获得了五个自动兼容个体（S-54 HOMO）。由于S-54的自偶联和自偶联的个体之间的相互交配的结果，据表明，兼容的原因是在污名方面。链接分析表明，兼容性因素与S有关。尽管在SRK的表达水平（柱头侧识别因子）的表达水平中未发现差异，但发生了从SLG到SRK的基因转换。基于上述结果，假定自动相容性的原因是基因转化引起的SRK无法识别SP11。被认为与DNA甲基化，BRMET1A，BRMET1B，BRCMT和BRDDM1有关的基因被从十字花科植物中分离出来。其中，RNAi构建体是基于BRDDM1的序列创建的，并创建了转化子，从而产生了11种独立的转化体。在转化体中观察到甲基化程度，个体之间的甲基化程度也有所不同。转化剂的表型的甲基化降低最大，与WT的表型没有什么不同，但是诱导了逆转录座子的表达，证实它们未在WT中表达。在比较转化体和WT之间该逆转录座子的甲基化水平时，在转化体中降低了DNA甲基化程度，并且人们认为，逆转录子表达的诱导是由于甲基化水平的降低而发生的。

项目成果

Yutaka Sato: "Commonalty of self-recognition specificity of S haplotypes between Brassica oleracea and Brassica rapa."Plant Molecular Biology. 52. 617-626 (2003)

Yutaka Sato：“甘蓝和白菜之间 S 单倍型自我识别特异性的共同点。”植物分子生物学。

Suppression of gene expression of a revessive SP11/SCR allele by an untranscribed SP11/SCR allele in Brassica self-incompatibility

芸苔属自交不亲和性中非转录 SP11/SCR 等位基因对反向 SP11/SCR 等位基因基因表达的抑制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Plant Molecular Biology (In press)
• 作者: Ryo Fujimoto;Ryo Fujimoto
• 通讯作者: Ryo Fujimoto