アブラナ科自家不和合性花粉因子SP11の発現抑制によるS対立遺伝子の優劣性制御

通过抑制十字花科自交不亲和花粉因子 SP11 的表达对 S 等位基因的显性-劣性控制

基本信息

批准号：
06F06191
负责人：
渡辺正夫
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

アブラナ科植物B. campestris (syn.rapa)の自家不和合性は、1遺伝子座S複対立遺伝子系によって制御されており、S遺伝子の表現型が雌雄で一致したとき、自己花粉が拒絶され、受精に至らない。この現象は、胞子体的に制御されることから、S対立遺伝子間に優劣性が存在する。花粉側の優劣性は、花粉因子SP11によって決定されているが、その分子機構は明らかになっていない。そこで、本研究では優劣性の異なるヘテロ個体において、優性のSP11の発現抑制を行った場合に、優劣性発現がどのようになるかと言うことを調査することで、優劣性発現機構を明らかにすることを目的とする。昨年度、おそめ(S52>S60)の系統に対して、S52-SP11のRNAiコンストラクトを導入した。カルス形成後再分化させ、開花後、TO当代において、自家受粉したところ、自家不和合であったおそめが、自家和合性になっていた。花粉での優劣性は、S52>S60、柱頭での優劣性は、S60=S52であることを考慮すれば、TO当代の花粉の表現型は、S遺伝子に関して、SP11を全く提示してないと推察できた。以上の結果は、最近明らかになったアブラナ科植物の自家不和合性の優劣性発現機構において、SP11遺伝子プロモーターの劣性対立遺伝子特異的にメチル化が生じることが原因であり、そのメチル化には、プロモーター領域と相同性のあるSP11遺伝子の周辺領域が関連しているというデータもある。つまり、RNAiによりS52-SP11は抑制できたが、S60-SP11の抑制を解除することには関連してないということが、実験と最近の論文から推察できた。本研究では、世界に先駆けてSP11の発現抑制を明らかにできなかったが、これまでに明らかになったことを十分にサポートする結果を得ることができた。

十字花科植物 B. Campestris (syn.rapa) 的自交不亲和性是由单基因座 S 多等位基因系统控制的；当雄性和雌性中的 S 基因表型匹配时，自花花粉会被排斥，不会导致受精；。由于这种现象是通过孢子体调节的，因此 S 等位基因之间存在优势。花粉优势是由花粉因子SP11决定的，但其分子机制尚不清楚。因此，在本研究中，我们将通过研究具有不同显性/劣势性状的杂合子个体中显性SP11的表达受到抑制时会发生什么情况来阐明优势/劣势表达的机制。去年，我们将 S52-SP11 RNAi 构建体引入 Osome (S52>S60) 菌株中。愈伤组织形成后，愈伤组织重新分化，开花后在TO代进行自花授粉，自交不亲和的体变成自交亲和的。考虑到花粉中的显性是S52>S60，柱头中的显性是S60=S52，我可以猜测TO当代花粉的表型根本不存在SP11。上述结果是由于最近揭示的十字花科植物自交不亲和的显性-隐性表达机制中，甲基化特异发生在SP11基因启动子的隐性等位基因中。也有数据表明，SP11基因周围的区域。与启动子区域同源，是相关的。换句话说，虽然RNAi能够抑制S52-SP11，但从实验和最近的论文推断，这与解除S60-SP11的抑制无关。在这项研究中，我们未能成为世界上第一个阐明 SP11 表达抑制的研究，但我们获得了完全支持迄今为止所揭示的结果的结果。