Developmental profiles of fused cells produced by fusion of plant zygotes with somatic protoplasts

植物受精卵与体细胞原生质体融合产生的融合细胞的发育概况

基本信息

批准号：
21K15126
负责人：
戸田絵梨香
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、イネ花から単離した卵細胞と精細胞を電気的に融合し受精卵を作出するin vitro受精系を用いて、作出した受精卵にさらに体細胞プロトプラストを融合させることで、融合細胞（融合受精卵）を作出し、それらの発生プロファイルの解析を行う。これにより、分化状態の異なる細胞の融合が、植物受精卵の発生様式にどのような影響を及ぼすかについて、実験発生学的に明らかにすることを目的としている。また、配偶子、体細胞プロトプラストおよび融合受精卵の遺伝子発現解析を行い、それらを受精卵との比較解析に用いることで、受精卵発生を司る分子基盤を浮かび上がらせ、受精卵の細胞特性および発生制御機構の解明につなげる。イネ卵細胞、精細胞および葉プロトプラストの融合によって作出された融合受精卵の多くは、核合一前後のステージでその発生を停止した。一方で、融合受精卵を構成する配偶子の割合を増やすことによって、融合受精卵が受精卵様の発生様式を示すことが明らかとなった。これらの結果より、細胞内の配偶子と体細胞のゲノム（核相）比率によって、融合受精卵が異なる発生プロファイルを示すこと、また、配偶子の割合を増やすことで、融合受精卵は体細胞由来のゲノム・細胞質・オルガネラとの軋轢を乗りこえ、受精卵としての分裂・発生を進行させることが示唆された。さらに、別の種類の体細胞として、イネの胚盤カルス由来のプロトプラストを融合に用いたところ、これらの融合受精卵は高い発生・分裂率を示した。このことから、融合する体細胞の種類によっても、融合受精卵が異なる発生プロファイルを示すことが明らかとなった。

在这项研究中，我们使用体外受精系统，通过电融合从稻花中分离的卵细胞和精子细胞来产生受精卵，并通过进一步将体细胞原生质体与所产生的受精卵融合，产生融合细胞（融合受精卵）。）并分析他们的发展概况。本研究的目的是通过实验阐明不同分化状态的细胞融合如何影响植物受精卵的发育模式。此外，我们还将对配子、体细胞原生质体和融合受精卵进行基因表达分析，并与受精卵进行比较分析，揭示控制受精卵发育的分子基础，阐明受精卵的细胞特征和发育情况。这将导致控制机制的阐明。水稻卵细胞、精子细胞和叶原生质体融合产生的融合受精卵大多数在核结合前后阶段停止发育。另一方面，已经揭示，通过增加构成融合受精卵的配子的比例，融合受精卵表现出类似合子的发育模式。这些结果表明，融合受精卵根据细胞内配子与体细胞基因组（核相）的比例表现出不同的发育特征，并且通过增加配子的比例，融合受精卵表现出体细胞基因组（核相）比例。表明卵子克服了与其起源的基因组、细胞质和细胞器的冲突，并进展为受精卵的分裂和发育。此外，当源自水稻盾片愈伤组织的原生质体被用作另一种类型的体细胞进行融合时，这些融合的受精卵表现出较高的发育和分裂率。这些结果表明，融合受精卵根据所涉及的体细胞类型表现出不同的发育特征。