イネ亜種間交雑における生殖的隔離障壁因子の単離及び機能解析

水稻亚种杂交生殖隔离屏障因子的分离及功能分析

• 批准号: 07J06821
• 负责人: 水多 陽子
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J06821/
• 关键词: 生殖的隔離; 雑種不稔; 花粉; ゲノム障壁; 重複遺伝子; 種分化; 雑種; 分離歪み

両候補遺伝子の相補性検定が終了し、日本晴とカサラス間で雑種花粉の不発芽を引き起こしている遺伝子は第1染色体上のDOPPELGANGER(DPL)1,第6染色体上のDPL2と名付けた機能未知の新規遺伝子であることが証明された。DPL1とDPL2は被子植物で高度に保存された重複遺伝子であり、遺伝子構造とRNA・タンパク質の発現解析からはカサラスアリルのDPL1遺伝子と日本晴アリルのDPL2遺伝子は機能欠損型であることが分かった。また、相補性検定の結果からはカサラスアリルのDPL2遺伝子と日本晴アリルのDPL1遺伝子は機能型であることが明らかとなった。リアルタイムRT-PCRとin situ hybridizationの結果から、機能的なDPLのmRNAは二核期の花粉内に蓄積されており、花粉発芽に対し何らかの重要な役割を持っていることを示唆している。また、ゲノム解析が終了した四種の被子植物(ヤマカモジグサ、ソルガム、トウモロコシ)とのシンテニーを元にDPLと名付けた原因遺伝子周辺のゲノム配列を比較することで、DPL遺伝子の重複はイネとヤマカモジグサが分岐した後に起きたことが分かった。本研究は種分化を隔離遺伝子の進化と隔離機構の成立という観点から種や属を超えて検証できた数少ない例である。発現解析からもこの遺伝子は花粉伝達に重要な新規遺伝子であることが示されており、今後DPLの機能を解明することはイネだけでなく、被子植物の生殖過程について有用な知見をもたらすことが予想される。現在、これまでの結果をまとめ、論文を投稿中である。

Complementary tests for both candidate genes have been completed, and it has been proven that the gene causing the ungermination of hybrid pollen between Nipponbare and Casaras is a novel gene with unknown function, named DOPPELGANGER (DPL)1 on chromosome 1 and DPL2 on chromosome 6. DPL1 and DPL2 are highly conserved overlapping genes in angiosperms, and gene structure and RNA蛋白质表达分析表明，Casalil的DPL1基因和Nihonbare Allil的DPL2基因在功能上缺乏。此外，互补测试的结果表明，卡萨拉尔的DPL2基因和Nihonbare等位基因的DPL1基因是功能类型。实时RT-PCR和原位杂交结果表明，功能性DPL mRNA积聚在双核花粉中，并且在花粉发芽中具有重要作用。此外，通过比较与已完成基因组分析的四种血管（Yamacava，sorghum和Maize）的同步的致病基因周围的基因组序列，该基因被称为DPL，这些基因序列已完成基因组分析，因此发现在稻米和Yamacava分支后发生重叠的DPL基因。这项研究是从隔离基因的演变和隔离机制的建立方面，可以在物种和属中进行少数几个物种形成的例子之一。表达分析还表明，该基因对于花粉传递很重要，预计将来阐明DPL的功能不仅会带来有关水稻的有用知识，而且还将带来有关被子植物的生殖过程。目前，我们正在总结到目前为止的结果并提交论文。

项目成果

イネ亜種間交雑で生殖的隔離障壁となる重複遺伝子の解析

水稻亚种杂交中作为生殖隔离屏障的重复基因分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Suwabe;K.;Y. Mizuta;水多陽子;水多陽子;水多陽子;水多陽子;藤田雅丈;倉田のり;倉田のり;春島嘉章;水多陽子;倉田のり;久保貴彦;久保貴彦;水多陽子
• 通讯作者: 水多陽子

Positional Cloning of a Pair of Interactive Genes Causing Reproductive Barrier in the Hybrid Pollen of Rice

水稻杂交花粉中一对引起生殖障碍的相互作用基因的定位克隆

• 发表时间: 2008
• 作者: Mizuta;Y.
• 通讯作者: Y.

Genetic and genomic analysis of factors consisting of reproductive barriers in rice

水稻繁殖障碍因素的遗传和基因组分析

• 发表时间: 2009
• 作者: Miyadate;H.;et al;倉田のり
• 通讯作者: 倉田のり

F_2集団を使った配偶体または接合体内の2遺伝子座間の相互作用による生殖的隔離の検出

使用 F_2 群体检测配子体或受精卵内两个基因座之间相互作用导致的生殖隔离

• 发表时间: 2009
• 作者: Suwabe;K.;Y. Mizuta;水多陽子;水多陽子;水多陽子;水多陽子;藤田雅丈;倉田のり;倉田のり;春島嘉章
• 通讯作者: 春島嘉章

Affymetrixマイクロアレイプローブ再定義とイネ生殖過程の遺伝子発現解析

Affymetrix微阵列探针重新定义及水稻繁殖过程基因表达分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Suwabe;K.;Y. Mizuta;水多陽子;水多陽子;水多陽子;水多陽子;藤田雅丈;倉田のり;倉田のり;春島嘉章;水多陽子;倉田のり;久保貴彦;久保貴彦;水多陽子;藤田 雅丈
• 通讯作者: 藤田 雅丈