シロイヌナズナにおける花粉管誘引物質の発見を基盤とした多段階ガイダンス機構の解明

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本研究は,モデル植物シロイヌナズナにおいて花粉管誘引物質を同定することを足掛かりとして,花粉管誘引物質の雌しべの中での機能,被子植物における普遍性および種特異的な分子進化を明らかにすることを目的とした。これまでに,シロイヌナズナの助細胞で発現するCRP(cysteine-rich peptide)群を花粉管誘引物質の候補として同定した。その中で最も発現量の高かった6遺伝子の重複遺伝子群によってコードされるペプチド群について解析をおこなったところ,それらがシロイヌナズナの花粉管誘引物質であることの証明に成功し,AtLURE1ペプチド群と名付けた。また近縁種であるセイヨウミヤマハタザオのオーソログとの比較や生理実験により,AtLURE1ペプチド群はシロイヌナズナに特異的な重複遺伝子群によってコードされており,シロイヌナズナに選択的な誘引活性を有していることが示唆された。さらに遠縁種であるトレニアにAtLURE1遺伝子の一つを導入する実験を行った結果,種間における花粉管誘引の生殖隔離障壁を打破できることが明らかとなった。これらの結果は,LURE様のペプチドが被子植物において広く用いられており,種特異的な花粉管誘引に関わる生殖隔離の鍵分子であることを示している。候補として同定したその他のCRPに関しても解析を進めるとともに,近縁種セイヨウミヤマハタザオの花粉を用いた種間かけ合わせ実験や雌しべ内での花粉管ガイダンスの時空間的な詳細な観察も行い,同種の花粉管を選択的に誘引するための花粉管ガイダンスの多段階制御の仕組みの解明につながる結果が得られつつある。