シロイヌナズナ属雌しべ柱頭における同種認証、異種拒絶の分子認識の統合的理解

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生物は同種間で有性生殖を行うことにより多様な子孫を残す。被子植物においても、「種間不和合性」という仕組みが存在することで異種よりも同種と優先的に生殖を行うことができる。被子植物は、雄の細胞である花粉管が雌しべの柱頭上で花粉から発芽する必要がある。近年、この柱頭上での花粉管発芽段階において、遠縁種花粉を拒絶する雌側因子SPRI1が同定された。一方で、SPRI1は近縁種花への拒絶効果は低いことから、柱頭は付着した花粉種によって複数の「種間不和合性」の仕組みを使い分けていると考えられるが、その全体像は未だ不明である。また、花粉内でどのような生理的変化が起こることで花粉管の発芽・伸長抑制が生じるのか、柱頭組織での異種抑制機構がなぜ同種花粉管には作用しないのかについても不明である。本研究では、これらの課題をアブラナ科植物のシロイヌナズナArabidopsis thalianaとその近縁種セイヨウミヤマハタザオArabidopsis lyrataを主に用いながら下記の実験を行うことで、雌しべ柱頭が多数の異種花粉から同種花粉を選択的に受容する仕組みの解明を目指す。①雌しべ柱頭上で花粉が受容および排除される時の花粉細胞内動態の定量②セイヨウミヤマハタザオ亜種間の遺伝子多型を用いたQTL解析による責任因子の探索③ゲノムワイド関連解析（GWAS）を用いた「種間不和合性」を生み出す新規花粉因子同定④柱頭の分泌シグナルに着目した近縁種間での「種間不和合」現象の解析