ナス科自家不和合性における重複遺伝子SLF群間の協調的作用機構の定量評価

茄科自交不亲和复制基因SLF群协同作用机制的定量评价

基本信息

批准号：
22KJ0739
负责人：
増田佳苗
金额：
$ 3.33万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

自ら動くことが出来ない植物は、遺伝的多様性の拡大のために多様な他殖性システムを種特異的にいくつも成立させている。その中でも、自己と非自己を識別し、交配相手として非自己を選択するシステムは自家不和合性と呼ばれる。この自家不和合性は、植物特異的に頻繁に生じる遺伝子重複によって、進化の中で破壊と再構築を柔軟に繰り返す可能性が示唆されており、植物が独自に進化させてきたシステムでもある。本研究では、ナス科の自家不和合性に着目し、系統特異的にタンデム重複を繰り返す花粉側因子の機能進化をモデル化することで、植物の他殖性システムを可塑的に変化させる分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。ナス科の自家不和合性はSハプロタイプに座乗する花柱側因子 (S-RNase)とS-RNaseを分解する花粉側因子 (SLF群)によって制御されており、SLF群の重複と交換によって自家不和合性システムの柔軟性は駆動されている(Kubo et al. 2010 Science, 2015 Nature Plants)。しかし、Sハプロタイプにおけるゲノム構造の複雑性から、この重複SLF群の進化原理は謎に包まれてきた。本研究では、ナス科の自家不和合性に着目し、Pacbio HiFiシークエンス技術を利用した全ゲノム解読・AIタンパク質構造予測の技術を活用して、植物の他殖性システムを可塑的に変化させる分子メカニズムを明らかにすることを目指してきた。

无法移动的植物已经建立了多个特异性物种特异性代数系统，以扩大遗传多样性。其中，识别自我和非自我并选择非自己的伴侣的制度称为自我兼容性。这种自我兼容性表明，在植物中经常发生的基因重复可能会在进化过程中灵活地重复破坏和重建，并且是植物自行发展的系统。这项研究的重点是溶阿酸家族的自体不兼容，并旨在阐明通过建模花粉侧因子的功能演化来改变植物的生产系统的分子机制，从而重复在沿线特异性方式中重复串联重叠。甲酸家族中的自体不兼容是由降解S-RNase的风格因子（S-RNase）和花粉端因子（SLF组）控制的，自体不兼容系统的灵活性是由SLF组的重叠和交换（Kubo等人的2015年科学，2015年自然工厂）驱动的。但是，由于S-Haplotypes中基因组结构的复杂性，该重叠SLF组的进化原理已被神秘笼罩。这项研究的重点是索拉纳科家族中的自体不兼容，旨在通过利用PACBIO HIFI测序技术来阐明塑料改变植物生殖系统的分子机制。