Molecular analysis of ligand-receptor information exchange mechanisms on pollination.

授粉配体-受体信息交换机制的分子分析。

基本信息

批准号：
20H02956
负责人：
諏訪部圭太
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、植物生殖の情報認識を司るリガンド・レセプター機構に焦点を絞り、受粉時の「雌しべにおける花粉識別(自家不和合性)」と「花粉発芽」の各ステップにどのようなリガンド・レセプター因子(遺伝子)が関与し、どのような分子メカニズムが機能しているか明らかにすることを目的としている。これにより、花粉識別から花粉発芽に至る一連の植物受粉システムのうち、組織・細胞間情報認識機構が鍵となる花粉認識と花粉発芽、つまり受粉の最初と最後を司るメカニズムの本質を明らかにする。受粉時の花粉自他認識後の花粉拒絶反応を誘導するD1/5遺伝子については、ChIP-Seq解析に向けたGFP融合D1/5コンストラクトを完全自家不和合性シロイヌナズナに形質転換し、GFP蛍光による導入遺伝子の発現を確認した。自家受粉により導入遺伝子ホモ型系統を獲得し、ChIP-Seq解析に供試できる量の後代種子獲得に向けた栽培を行った。また、受粉前後・和合/不和合反応時発現遺伝子変動データの更なる解析により、花粉自他認識後の鍵反応のひとつである花粉給水を制御する因子候補を新たに見出した。花粉発芽を誘導するCR3遺伝子については、その受容体候補であるPRK1/3との直接的相互作用を検証するためのタグ融合コンストラクト（CR3:HisおよびPRK1/3:FLG）をベンサミアナタバコにそれぞれ形質転換し、導入遺伝子の発現を確認した。CR3:His及びPRK1/3:FLGタンパク質生産のための栽培を行い、タンパク質相互作用を解析するための予備的な生化学実験（プルダウンアッセイ）を行った。

本研究重点关注植物繁殖中控制信息识别的配体/受体机制，并研究哪些配体/受体参与授粉过程中“雌蕊中的花粉识别（自交不亲和性）”和“花粉萌发”的每个步骤。目的是阐明涉及哪些分子机制以及哪些因素（基因）。这将揭示花粉识别和花粉萌发机制的本质，即授粉的开始和结束，其中组织/细胞间信息识别机制是从花粉识别到花粉萌发的一系列植物授粉系统中的关键。对于在授粉期间花粉自体-异体识别后诱导花粉排斥的 D1/5 基因，我们将用于 ChIP-Seq 分析的 GFP 融合 D1/5 构建体转化到完全自交不亲和的拟南芥中，并通过 GFP 荧光检测它。确认导入基因的表达。我们通过自花授粉获得了导入基因的纯合系，并对其进行培养以获得足够量的后代种子用于ChIP-Seq分析。此外，通过进一步分析授粉前后和亲和/不亲和反应过程中表达的基因波动数据，我们发现了一个新的控制花粉水分供应的候选因子，这是花粉自体异体识别后的关键反应之一。关于诱导花粉萌发的 CR3 基因，我们将标签融合构建体（CR3:His 和 PRK1/3:FLG）应用于本塞姆氏烟草，以验证其与其候选受体 PRK1/3 的直接相互作用，并分别进行转化和表达。确认了导入的基因。进行培养以产生 CR3:His 和 PRK1/3:FLG 蛋白，并进行初步生化实验（pull-down 测定）来分析蛋白质相互作用。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Two aquaporins, SIP1;1 and PIP1;2, mediate water transport for pollen hydration in the Arabidopsis pistil

两种水通道蛋白 SIP1;1 和 PIP1;2 介导拟南芥雌蕊中花粉水合的水运输

DOI：
10.5511/plantbiotechnology.20.1207a
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
1.6
作者：
Windari; E. A.; Ando; M.; Mizoguchi; Y.; Shimada; H.; Ohira; K.; Kagaya; Y.; Higashiyama; T.; Takayama; S.; Watanabe; M.;Suwabe; K.
通讯作者：
K.

Characterization of SRK alleles, a gene encoding the female determinant of self-incompatibility, in the natural population of radish (Raphanus sativus L. var raphanistroides) in Yakushima.

屋久岛萝卜 (Raphanus sativus L. var raphanistroides) 自然群体中 SRK 等位基因（一种编码自交不亲和的雌性决定因素的基因）的特征。

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fukushima; K.; T. Kanomata; A. Kon; H. Masuko;M. Watanabe
通讯作者：
M. Watanabe

University of Zurich(スイス)

苏黎世大学（瑞士）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Double-locking mechanism of self-compatibility in Arabidopsis thaliana: the synergistic effect of transcriptional depression and disruption of coding region in the male specificity gene.

拟南芥自亲和性的双重锁定机制：转录抑制和雄性特异性基因编码区破坏的协同效应。

DOI：
10.3389/fpls.2020.576140
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
5.6
作者：
Suwabe; K.; Nagasaka; K.; Windari; E. A.; Hoshiai; C.; Ota; T.; Takada; M.; Kitazumi; A.; Masuko;Watanabe; M.
通讯作者：
M.

University of Zurich(スイス)

苏黎世大学（瑞士）