植物の交雑と倍数体形成を介した種分化の分子機構解明

通过植物杂交和多倍体形成阐明物种形成的分子机制

• 批准号: 14087205
• 负责人: 長谷部 光泰
• 金额: $ 59.26万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology (2004-2007)Okazaki National Research Institutes (2002-2003)
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14087205/
• 关键词: 倍数体; MADS-box; 花粉管; ガイダンス; レセプターカーネイス; 閉鎖花; 解放花; タネツケバナ; 種分化; シロイヌナズナ; レセプターカイネース; 花粉管ガイダンス; MADS-box遺伝子; 花粉; マイクロアレイ; 染色体; 巨大化; 細胞サイズ; 花粉管誘導因子

(1)シロイヌナズナ花粉管ガイダンス因子の探索と機能解析(a)花粉管ガイダンス異常が観察された8x9について昨年度野生型とのバッククロスを行った個体の観察を行い、候補RLKがこの表現型の責任遺伝子であることを確かめた。(b)アニリンブルー染色、切片観察により、花粉管伸長停止点を特定できた。(c)GFP融合タンパク質を用いて細胞内局在を調べ、膜上にあることがわかった。(d)リガンド探索にはいたらなかった。(2)MIKC^*型MADS-box遺伝子の花粉管伸長制御の分子機構解明(a)MIKC^*型MADS-box遺伝子の4重遺伝子破壊体についてマイクロアレイによって野生型花粉との遺伝子発現様式の違いを調べた。(b)in vivoでの花粉管伸長動態を観察し、これら遺伝子の花粉管ガイダンス、伸長における機能を推定し、現在論文作成中である。(3)受精効率に関わるヒメツリガネゴケMADS-box遺伝子の機能解析(a)6重遺伝子破壊株において、野生型と比べて受精効率が減少した理由を解明する。葉表面のワックス量を葉緑素の抽出効率から算定した。さらにアブシジン酸との関連植物ホルモンとの関連が示唆された。(4)ドクダミの花弁進化の分子機構(a)ドクダミ、ドクダミの花弁が葉化したミドリドクダミ、全ての苞が花弁化したヤエドクダミの花原基を用いて、in situハイブリダイゼーションによって、花弁形成に関わるMADS-box遺伝子ホモログの発現様式を調べた。その結果、花弁化するしないに関わらず、苞原基で花器官形成遺伝子が発現しているという予想外の結果を得た。このことから、ドクダミ下部苞の花弁化は花器官形成遺伝子のリクルートではなく、器官サイズを制御するような遺伝子の進化によって生じた可能性が高いことがわかった。

(1) 拟南芥花粉管引导因子的搜索和功能分析 (a) 对于观察到花粉管引导异常的 8x9，我们观察了去年与野生型回交的个体，发现候选 RLK 负责已证实该表型是遗传性的。 (b)通过苯胺蓝染色和切片观察来确定花粉管伸长停止的点。 (c) 我们使用 GFP 融合蛋白研究了细胞内定位，发现它位于膜上。 (d) 没有尝试寻找配体。 (2) 阐明MIKC^*型MADS-box基因控制花粉管伸长的分子机制 (a) 使用微阵列对MIKC^*型MADS进行四重基因破坏，与野生型花粉的基因表达模式的差异-box基因我研究过。 (b)我们观察了体内花粉管伸长的动态，估计了这些基因在花粉管引导和伸长中的功能，目前正在准备一篇论文。 (3)中华立碗藓MADS-box基因与受精效率相关的功能分析(a)阐明六边形基因破坏菌株与野生型相比受精效率下降的原因。根据叶绿素的提取效率计算叶表面蜡质的量。此外，还提出了脱落酸与相关植物激素之间的关系。 (4)Houtoudatum花瓣进化的分子机制 (a)利用Houtocytium的花原基、Houtoudatum(Houtoudatum的花瓣已变成叶子)和Houtoudatum的所有苞片都变成了花瓣，通过原位杂交研究了花瓣的形成我们研究了相关 MADS-box 基因同源物的表达模式。结果，我们得到了意想不到的结果：花器官形成基因在苞片原基中表达，无论其是否发育成花瓣。这些结果表明，Houtodami 下苞片的花瓣化可能是由控制器官大小的基因进化引起的，而不是由花器官形成基因的招募引起的。

项目成果

Nishiyama, T., Fujita, T., Shin-I, T., Seki, M., Nishide, H., Uchiyama, I., Kamiya, A., Carninci, P., Hayashizaki, Y., Shinozaki, K., Kohara, Y., Hasebe, M.: "Comparative genomics of Physcomitrella patens gemetophytic transcriptome and Arabidopsis thalian

Nishiyama, T.、Fujita, T.、Shin-I, T.、Seki, M.、Nishide, H.、Uchiyama, I.、Kamiya, A.、Carninci, P.、Hayashizaki, Y.、Shinozaki, K

Kofuji, R., Sumikawa, N., Yamasaki, M., Kondo, K., Ueda, K., Ito, M., Hasebe, M.: "Evolution and divergence of MADS-box gene family based on genome wide expression analyses."Mol.Biol.Evol.. 20. 1963-1977 (2003)

Kofuji, R.、Sumikawa, N.、Yamasaki, M.、Kondo, K.、Ueda, K.、Ito, M.、Hasebe, M.：“基于全基因组表达的 MADS-box 基因家族的进化和分化

H. Genes for the peptidoglycan synthesis pathway are essential for chloroplast division in moss

H. 肽聚糖合成途径的基因对于苔藓叶绿体分裂至关重要

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103
• 作者: Machida;M.;Takechi;K.;Sato;H.;Chung;S.J.;Kuroiwa;H.;Takio;S.;Seki;M.;Shinozaki;K.;Fujita;T.;Hasebe;M.;Takano;H.
• 通讯作者: H.

Characterization of MADS-box genes in charophycean green alga and its implication for the evolution of MADS-box genes.

轮藻类绿藻中 MADS-box 基因的特征及其对 MADS-box 基因进化的意义。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102
• 作者: Tanabe Y;Hasebe M;他
• 通讯作者: 他

Ishikawa, H., Ueno, Y., Semiarti, E., Onouchi, H., Kojima, S., Hasebe, M., Soma, T., Ikezaki, M., Machida, C., Machida, Y.: "The ASYMMETRIC LEAVES2 Gene of Arabidopsis thaliana, required for formation of a symmetric flat leaf lamina, encodes a member of a

石川，H.，上野，Y.，塞米蒂，E.，小内，H.，小岛，S.，长谷部，M.，相马，T.，池崎，M.，町田，C.，町田，Y.：