オルガネラゲノムの母性遺伝現象を支配する分子機構の解析

细胞器基因组母系遗传的分子机制分析

• 批准号: 18870018
• 负责人: 松島 良
• 金额: $ 1.68万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18870018/
• 关键词: タルウマゴヤシ; オルガネラゲノム; 色素体; 両性遺伝; 母性遺伝; 花粉; ミトコンドリア; オルガネラDNA; シロイヌナズナ; 緑色蛍光タンパク質

植物では核以外に色素体とミトコンドリアにDNAが存在する。これらのオルガネラゲノムは、多くの作物で片親遺伝(母性遺伝)することが知られている。すなわち、雄性配偶子(精細胞)のオルガネラゲノムは受精により後代へは伝達されず、卵細胞由来のオルガネラDNAのみが遣伝する。母性遺伝を保証する分子機構の実体は不明である。一方、被子植物のうち、約20%の種では色素体ゲノムを両性から遺伝する事が知られている(両性遺伝型植物)が、両性遺伝型植物と母性遺伝型植物の違いを規定する分子機構に関しても未知である。本研究では上述したオルガネラゲノムの遺伝現象を支配する分子機構の解明に関する基礎研究を行った。本年度は、マメ科の牧草であるタルウマゴヤシ(Medicago truncatula)の色素体ゲノムの両性遺伝性に関して解析を進めた。遺伝学的に色素体ゲノムの両性遣伝性を確認するために、二つの生態型間(A17とA20)で発見した色素体ゲノムの多型を指標にしたdCAPS解析を行い、生態型間の交雑により得たF1植物とF2植物において色素体ゲノムの組成(雌雄どちらに由来するのか)を明らかにした。特に器官別(子葉、初生葉、複葉)に雌雄の色素体ゲノムの組成を解析することで、発育ステージにおける雌雄の色素体ゲノムの分離を追跡する事に成功し、下記の結果を得た。タルウマゴヤシの色素体ゲノムは確かに両性遺伝性を示す。後代に遺伝した雌雄両方の色素体ゲノムはFl植物の発達中に栄養分離(vegetative segregation)する。栄養分離はF1世代で完了しF2植物には、雌雄どちらか一方の色素体ゲノムのみが伝達される。今後、タルウマゴヤシを両性遺伝型植物のモデルとすることで、母性遺伝型植物との比較解析が進むことが期待される。Plant Cell Physiol. (2008) 49:81-91

Outside the で で nucleus of plants, に pigment bodies と と トコ ドリアに ドリアにDNAが exists in する. こ れ ら の オ ル ガ ネ ラ ゲ ノ ム は, multiple く の crops で piece close heritage 伝 (maternal heritage 伝) す る こ と が know ら れ て い る. す な わ ち, male gamete (sperm cells) の オ ル ガ ネ ラ ゲ ノ ム は fertilization に よ り offspring へ は 伝 da さ れ ず, egg origin の オ ル ガ ネ ラ DNA の み が sent 伝 す る. Maternal heritage 伝を guarantees that the molecular structure of する and the actual form of <s:1> are unknown である. Party, angiosperms の う ち, about 20% の で は chromatophore ゲ ノ ム を struck sex か ら heritage 伝 す る matter が know ら れ て い る (struck heritage 伝 plant) が, struck heritage type 伝 と maternal plants but 伝 plant の violations い を rules す る molecular institutions に masato し て も unknown で あ る. This study で は above し た オ ル ガ ネ ラ ゲ ノ ム の heritage 伝 phenomenon を dominate す る molecular institutions の interpret に masato す る basic research line を っ た. This year は, マ メ secco の forage で あ る タ ル ウ マ ゴ ヤ シ (Medicago truncatula) の chromatophore ゲ ノ ム の struck resistance but 伝 に masato し て parsing を into め た. But 伝 learn に chromatophore ゲ ノ ム の struck resistance sent 伝 を confirm す る た め に, two つ の ecotype between (A17 と A20) で 発 see し た chromatophore ゲ ノ ム の polymorphism を index に し た dCAPS の pay between analytic を い, ecological 雑 に よ り have た F1 plants と F2 plants に お い て chromatophore ゲ ノ ム の composition (male and female ど ち ら に origin す る の か Youdaoplaceholder0 Ming ら た に た た. Don't に organs (cotyledon, primary leaf, compound leaf) に male and female の chromatophore ゲ ノ ム の composition analytical す を る こ と で, 発 ス テ ー ジ に お け る male and female の chromatophore ゲ ノ ム の separation を tracing す る に し success, remember things た を の results. Youdaoplaceholder0, ウ, ウ, ゴヤシ, ゲノム, ゲノム, ゲノム, 伝, に, 伝, を, す. The offspring に legacy 伝 た た the male and female sides of the <s:1> pigment body ゲノム <s:1> Fl the plant <s:1> develops に栄 vegetative segregation する. Youdaoplaceholder0 to cultivate the separation of <s:1> F1 generation で to complete the process of に F2 plant, the male and female <s:1> ちら ちら される one side of the <s:1> pigment body ゲノム みが伝 みが伝 reaches される. In the future, タ ル ウ マ ゴ ヤ シ を struck sex heritage 伝 type plant の モ デ ル と す る こ と で, maternal heritage 伝 type plant と の comparative analytic が into む こ と が expect さ れ る. Plant Cell Physiol. (2008) 49:81-91

项目成果

White leaf sectors in yellow variegated2 are formed by viable cells with undifferentiated plastids

• DOI: 10.1104/pp.107.099002
• 发表时间: 2007-06-01
• 期刊: PLANT PHYSIOLOGY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Kato, Yusuke;Miura, Eiko;Sakamoto, Wataru
• 通讯作者: Sakamoto, Wataru

The model plant Medicago truncatula exhibits biparental plastid inheritance

• DOI: 10.1093/pcp/pcm170
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Matsushima, Ryo;Hu, Yingchun;Sakamoto, Wataru
• 通讯作者: Sakamoto, Wataru

The balance between protein synthesis and degradation in chloroplasts determines leaf variegation in Arabidopsis yellow variegated mutants

• DOI: 10.1105/tpc.106.049270
• 发表时间: 2007-04-01
• 期刊: PLANT CELL
• 影响因子: 11.6
• 作者: Miura, Eiko;Kato, Yusuke;Sakamoto, Wataru
• 通讯作者: Sakamoto, Wataru

Intraspecies variation in the kanzawa spider mite differentially affects induced defensive response in lima bean plants

神泽叶螨的种内变异对利马豆植物诱导的防御反应有不同的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Chemical Ecology 32
• 作者: Matsushima;R.;Ozawa;R.;Uefune;M.;Gotoh;T.;Takabayashi;J.
• 通讯作者: J.

Visualization of mitochondria and plastids in living pollen by fluorescent protein: potential to study organelle function

通过荧光蛋白可视化活花粉中的线粒体和质体：研究细胞器功能的潜力

• 发表时间: 2007
• 作者: Matsushima;R.;Arimura;S.;Sodmergen;Tsutsumi;N. and Sakamoto;W.
• 通讯作者: W.