雌雄異株植物を用いた性染色体と生殖器官特異的遺伝子群に関する分子細胞学的解析

使用雌雄异株植物对性染色体和生殖器官特异性基因进行分子细胞学分析

• 批准号: 09262204
• 负责人: 酒井 敦
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09262204/
• 关键词: 雌雄異株植物; 性決定; 生殖器官; 性染色体; DOP-PCR; FISH; マイクロダイセクション; メランドリウム(Silene latifolia)

本研究では、性染色体をもちXY型の性決定を行うナデシコ科の雌雄異株植物メランドリウム(Silene latifolia)を材料に用いて、雄性生殖器官特異的に発現する遺伝子と雄ゲノム特異的なY染色体との関連について解析を行っている。今年度の成果は以下の通り。1.ディファレンシャルスクリーニングにより単離した4種類の雄性生殖器官特異的(Male Reproductive Organ Specific)遺伝子(MROS1-4)のうち、MROS3のゲノミッククローンをinverse-PCRを用いて単離した。約4kbpと3kbpの2種類のクローンが得られた(MROS3AおよびMROS3Bと命名)。両者のORF部分は93.3%の高い相同性を示すが、上流域・下流域は有意な相同性を示さない。従来得られていたcDNAに対応するMROS3Aの転写領域中の3非翻訳領域には、162bpの非自律性トランスポゾン様の挿入配列が認められた。単離したゲノミッククローンをブローブとするマルチカラーFISHを行った結果、MROS3AおよびMROS3B遺伝子は常染色体の末端部にマップされ、性染色体上には存在していないことが明らかになった。2.メランドリウム根端分裂組織を材料に用いて染色体標本を作製し、UVレーザービームマイクロダイセクションによりY染色体を直接単離した。回収したY染色体1本(0.5pg)をトボイソメラーゼI処理後DOP-PCRにかけ、鎖長200から300bpのY染色体由来DNA断片を増幅した。増幅されたDNA断片の全体をブローブとしてFISHを行うと、雌のゲノムDNAをブローブの200倍量サブレッサーとして加えてあるにも関わらず、Y染色体特異的なシグナルは検出されず、全ての染色体にシグナルが見られた。このことから、メランドリウムのY染色体はその大部分が他の常染色体やX染色体と共通のDNA配列からなり、特異的な反復配列は蓄積していないと考えられる。また、Y染色体由来DNAのライブラリーからY染色体の末端部分由来である可能性の高いクローンが一つ得られたので、現在解析している。

在这项研究中，我们使用具有性染色体并以XY型决定性别的雌雄异体植物Melandrium（Silene latifolia）作为材料，我们正在分析与染色体的关系。今年的结果如下。 1.在差异筛选分离的4个雄性生殖器官特异性基因(MROS1-4)中，利用反向PCR分离出MROS3的基因组克隆。获得了大约4kbp和3kbp的两种类型的克隆（命名为MROS3A和MROS3B）。两者的ORF部分显示出93.3%的高同源性，但上游和下游区域没有显示显着的同源性。在与之前获得的cDNA相对应的MROS3A转录区的3个非翻译区中发现了162 bp的非自主转座子样插入序列。使用分离的基因组克隆作为探针进行多色 FISH 的结果表明，MROS3A 和 MROS3B 基因定位于常染色体的末端，并且不存在于性染色体上。 2.利用Melandrium根分生组织制备染色体标本，并通过紫外激光束显微切割直接分离Y染色体。将回收的1条Y染色体(0.5pg)用toboisomerase I处理，通过DOP-PCR扩增来自Y染色体的链长200～300bp的DNA片段。当使用整个扩增的DNA片段作为探针进行FISH时，没有检测到Y染色体特异性信号，并且所有染色体都看到A信号。这表明Melandrium的大部分Y染色体由其他常染色体和X染色体共有的DNA序列组成，并且没有积累特定的重复序列。另外，从源自Y染色体的DNA文库中获得了1个可能源自Y染色体末端部分的克隆，目前正在分析中。

项目成果

Nagata N et al.: "Preferential degradation of plastid DNA with preservation of mitochondrial DNA in the sperm cells of Pelargonium zonale during pollen development." Protoplasma. 197. 217-229 (1997)

Nagata N 等人：“在花粉发育过程中，天竺葵精子细胞中质体 DNA 优先降解，线粒体 DNA 得以保存。”

Saito C et al.: "Detection and quantification of rRNA by high-resolution in situ hybridization in pollen grains." Journal of Plant Research. 111(in press). (1998)

Saito C 等人：“通过高分辨率原位杂交对花粉粒中的 rRNA 进行检测和定量。”

Sakai A et al.: "Simultaneous isolation of cell-nuclei,plastid-nuclei,and mitochondrial-nuclei from cultured tobacco cells;comparative analysis of their transcriptional activities in vitra" Plant Science. (in press). (1998)

Sakai A 等人：“从培养的烟草细胞中同时分离细胞核、质体核和线粒体核；它们在体外转录活性的比较分析”《植物科学》。

Arai S et al.: "Isolation,characterization,and chromosome mapping of an actin gene from the primitive green alga,Nannochloris bacillaris(chlorophyceae)" Journal of Phycology. 34(in press). (1998)

Arai S 等人：“原始绿藻微绿藻（绿藻纲）肌动蛋白基因的分离、表征和染色体定位”《藻类学杂志》。

Saito C et al.: "Changes in the extent of the condensation of nuclear chromatin and the localization of RNA during pollen development in Nicotiana tabacum." Cytologia. 62. 121-132 (1997)

Saito C 等人：“烟草花粉发育过程中核染色质浓缩程度和 RNA 定位的变化。”