Aegilops mutica細胞質を利用したパンコムギ雄性不稔及び稔性回復機構

利用山羊草细胞质研究面包小麦雄性不育和育性恢复机制

基本信息

批准号：
08F08093
负责人：
中村千春
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞質雄性不稔を利用した1代雑種が穀類の収量増加の有効な手段として生産現場で用いられているが、パンコムギでは、チモフィーピコムギ細胞質を利用した雑種育成法の他に有効な技術が未開発である。本研究では、Aegilops mutica由来の雄性不稔細胞質とこれに対する稔性回復遺伝子(Rf遺伝子)の相互作用を細胞質オルガネラ(ミトコンドリアと葉緑体)の応答から明らかにする。そのため、オルガネラマクロアレイやリアルタイムPCR等を用いたオルガネラバイオジェネシスを解析することで、Aegilops mutica細胞質によるパンコムギの雄性不稔および稔性回復機構を詳細に解析にする。平成21年度は、稔性回復遺伝子Rf(restoration of fertility)の標的となるオルガネラ遺伝子を探索・同定するため、以下の材料を用いて以下の研究を実施した。実験材料Aegilops mutica細胞質をもつパンコムギ雄性不稔系統3系統(ms lines ; A lines)、上記細胞質雄性不稔系統のパンコムギ維持系統3系統(maintainer lines ; B lines)、およびRf遺伝子を保有する雄性稔性回復系統2系統(R lines)実験方法・オルガネラ(ミトコンドリアおよび葉緑体)マクロアレイを用いた葉緑体及びミトコンドリア遺伝子発現の網羅的解析により、Rf遺伝子の標的となるオルガネラ遺伝子を探索し、複数の候補遺伝子を同定した。・上記方法で探索した候補遺伝子について、その発現状況を、ノーザン分析およびリアルタイムPCRにより検証した。・同時に、稔性回復とヘテロプラズミー現象との関係を明らかにする目的で、オオムギを母親としパンコムギを反復花粉親とした雑種の後代から稔性程度で分類したグループについて、オルガネラ遺伝子の構造解析を行い、稔性の程度とヘテロプラズミーの程度に負の相関があることを明らかにした。

尽管利用细胞质男性无菌性的单一代杂种在生产地点中被用作增加晶粒产量的有效手段，但除了使用胞噬细胞picogran的细胞质的杂化育种方法外，在面包小麦中尚未开发出有效的技术。在这项研究中，我们将阐明源自aegilops mutica的雄性无菌细胞质的相互作用及其生育能力恢复基因（RF基因）的相互作用是从细胞质细胞器（线粒体和叶绿体）的反应中的。因此，通过使用Organelle宏观阵列和实时PCR分析细胞器生物发生，我们将详细分析Aegilops Mutica细胞质的男性不育和生育能力的机制。 2009年，使用以下材料进行了以下研究，以搜索和识别针对生育能力恢复基因RF的细胞器（恢复生育能力）。 Experimental Materials Aegilops mutica Three strains of male sterile strains of bread wheat (ms lines; A lines) with cytoplasm, three strains of bread wheat maintenance strains of the above cytoplasmic male sterile strains (maintainer lines; B lines), and two strains of male fertility restoration that carry the Rf gene (R lines) experimental method and comprehensive analysis of chloroplast and mitochondrial gene expression using organelle （线粒体和叶绿体）使用大型阵列搜索细胞器基因靶标并鉴定多个候选基因。 - 使用上述方法搜索的候选基因的表达状态通过北方分析和实时PCR验证。同时，为了澄清生育能力恢复与异质现象之间的关系，我们对细胞器基因进行了结构分析，这些基因的结构分析是对通过其生育能力分类为从与大麦作为母亲和面包小麦作为反复粉的父母的杂种后代分类的群体进行的，并揭示了在肥料中具有负相关程度的负相关性。