バラ科植物における自家不和合性関連遺伝子の同定と解析

蔷薇科植物自交不亲和相关基因的鉴定与分析

• 批准号: 08J06206
• 负责人: 角井 宏行
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Chiba 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J06206/
• 关键词: リンゴ; 自家不和合性; S-RNase; F-box遺伝子; ナシ; 形質転換; 花粉S遺伝子

<BACクローンを用いたSFBBの単離>以前の報告では花粉S遺伝子の候補は1ハプロタイプあたりリンゴで2クローン、ナシからは3クローン得られているが、実際には更に多数のSFBB様配列があることがわかってきた。そこでリンゴ'Florina'のBACライブラリーよりSFBB遺伝子をプローブに用いスクリーニングを行い、SFBBを単離したところ、20のSFBBが単離された。Sハプロタイプの帰属を検定したところS3ハプロタイプに帰属するものが10クローン、S9ハプロタイプに帰属するものが9クローン、Sハプロタイプ特異性がないものが1クローンであった。これらのSFBBがS遺伝子座と連鎖しているかどうかをS3-RNaseおよびS9-RNaseを用いて後代検定したところ、239系統の後代で全てのSFBBが完全に連鎖していることが明らかになった。さらにこれらの遺伝子の発現を解析したところ、すべてのSFBBが花粉で特異的に発現していることが明らかになった。これらの配列を基に系統樹を作製したところ、これらの配列はハプロタイプごとにクラスターを形成するのではなく、ある配列には異なるハプロタイプの配列が近くに位置するという傾向が明らかになった。もし、SFBBが認識には関係しないのであれば配列はランダムに変異すると考えられるため、このような系統関係は見られないと考えられた。S-RNaseタイプの自家不和合性では通常1ハプロタイプあたりS-RNase遺伝子と花粉S遺伝子が1クローンずつ存在すると考えられており、今回のように多数のSFBB様遺伝子がS遺伝子座に連鎖し、かつ花粉特異的に発現している例は初めてである。今後はこれらのSFBBが実際に自家不和合性に関わっているのかどうかを明らかにする予定である。これらの内容を投稿し、現在審査中である。

<使用BAC克隆分离SFBB> 在以前的报告中，每个单倍型从苹果中获得了两个花粉S基因候选克隆，从梨中获得了三个克隆，但实际上我已经了解了更多类似SFBB的序列。 。因此，我们以SFBB基因为探针，对苹果'Florina'的BAC文库进行筛选并分离出SFBB，共分离到20个SFBB。当测试S单倍型归属时，10个克隆属于S3单倍型，9个克隆属于S9单倍型，1个克隆没有S单倍型特异性。使用 S3-RNase 和 S9-RNase 进行后代测试以确定这些 SFBB 是否与 S 基因座连锁，结果表明所有 SFBB 在 239 个品系的后代中完全连锁。对这些基因表达的进一步分析表明，所有 SFBB 都在花粉中特异性表达。当基于这些序列构建系统发育树时，很明显这些序列并不是通过单倍型形成簇，而是不同单倍型的序列往往彼此靠近。如果SFBB不参与识别，则该序列将被认为是随机突变，并且不会观察到这种系统发育关系。在S-RNase型自交不亲和性的情况下，通常认为每个单倍型有一个S-RNase基因克隆和一个花粉S基因克隆，并且在这种情况下，许多SFBB样基因是与 S 基因座相连，这是花粉特异性表达的第一个例子。未来，我们计划澄清这些 SFBB 是否真的涉及自交不亲和。这些内容已经提交，目前正在审核中。

项目成果

Pollen-expressed F-box gene family and mechanism of S-RNase-based gametophytic self-incompatibility (GSI) in Rosaceae

• DOI: 10.1007/s00497-009-0111-6
• 发表时间: 2010-03-01
• 期刊: SEXUAL PLANT REPRODUCTION
• 作者: Sassa, Hidenori;Kakui, Hiroyuki;Minamikawa, Mai
• 通讯作者: Minamikawa, Mai