テンサイにおける花粉稔性回復遺伝子のクローン化と機能解析

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細胞質雄性不稔性(CMS)の分子機構解明を目的に,テンサイの花粉稔性回復遺伝子(Rf1)のクローン化と機能解明を目指している。本年度は,Rf1の最有力候補遣伝子であるMPL遣伝子の系統間多型について詳細に調査を行い,以下の成果を得た。Rf1ホモ接合系統は互いに塩基配列が酷似した4個のMPL遺伝子を持ち,これらはRf1座で直列4反復のクラスター構造を成す。この構造がrf1系統でも保存されているか否かをサザン解析で調査した。その結果,Rf1系統ではゲノム配列から予想される通りの4本のシグナルバンドを得たのに対して,rf1系統では1本のシグナルバンドを得た。この構造多型の成因を明らかにするため,rf1系統のMPL遣伝子周辺領域の塩基配列を決定し,Rf1系統と比較した。その結果,rf1系統では繰返し配列を介した不等交差に起因すると思われる複雑なゲノム再編成が生じていることがわかり,rf1系統のMPLはRf1系統の3個のMPLのモザイク構造と見なすことができる。こうしたゲノム再編成は最近でも頻繁に生じていると思われ,これがMPL遺伝子座の構造変異の原因の一つと考えられる。次に,Rf1系統とrf1系統の間でMPLコード領域を比較した。その結果,rf1のMPLはRf1系統の4個のMPLと比べて変異が多く見られ,全長約430アミノ酸残基中23残基でrf1系統のMPLに固有のアミノ酸置換が見出された。しかしながら,ナンセンス変異やフレームシフトなどの機能を著しく損なうような変異は見出されなかった。以上で得られた成果はMPLがRf1であることを強く支持するとともに,育種的には維持花粉親系統(rf1ホモ接合系統)の選抜マーカー開発に大きく貢献すると思われる