和合変異体を用いた遺伝学・オミックス解析の融合による自家不和合性分子機構の解明

利用相容突变体结合遗传学和组学分析阐明自交不亲和性的分子机制

基本信息

批准号：
12J07259
负责人：
大坂正明
金额：
$ 1.15万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07259/
关键词：
アブラナ科植物自家不和合性次世代シーケンサー遺伝学

项目摘要

受粉は植物生殖における初期の重要なステップである。雄しべから放出された花粉は雌しべ柱頭先端の乳頭細胞で受粉し、受粉後の花粉は初めに自他認識機構の一つである自家不和合性分子機構によって自家か非自己か判断される。しかし、これらの受粉分子メカニズムについては多くがまだ解明されていない。申請者は、アブラナ科植物を材料に受粉分子機構の解明を目的とし、雌性側組織特異的な網羅的解析、柱頭上での受粉後花粉動態を経時的に観察する実験及び自家和合性変異系統(TSC4, TSC28)の遺伝学的解析を行った。はじめに受粉分子機構における乳頭細胞組織特異的発現遺伝子群の情報基盤の構築、及び受粉分子機構の解明を目的とし、レーザーマイクロダイゼクション(LM)と次世代シーケンサー(NGS)を融合したトランスクリプトーム解析を行った。これまでにLM-NGSに関する知見は多くはなかったため、本手法における組織特異的な網羅的解析の有効性を示し、LM-NGS法の構築を行った。次にアブラナ科植物に属するArabidopsis thaliana, A. halleri, Brassica rapaを用いて、LM-NGS法による発現遺伝子の比較解析を行い、乳頭細胞の特徴を理解するとともに、アブラナ科植物で共通する受粉関連因子の探索を行った。また、TSC28系統に関しては、遺伝学的解析と網羅的解析の知見を融合することにより効率的な原因遺伝子の同定を試みた。はじめに、TSC28系統の詳細な遺伝解析を行い候補遺伝子が座乗する領域を約1Mb領域内に絞り込んだ。次に、先述したLM-NGS解析法を用いてTSC28系統と自家不和合性系統との乳頭細胞発現遺伝子比較解析を行ったところTSC28の候補遺伝子を55遺伝子にまで絞り込んだ。

授粉是植物繁殖的重要早期步骤。从雄蕊释放的花粉经雌蕊柱头尖端的乳头细胞授粉，授粉后首先通过自交不亲和分子机制判断花粉是自交还是非自交，这是自交不亲和性的分子机制之一。其他识别机制。然而，许多这些授粉分子机制仍有待阐明。申请人旨在阐明十字花科植物授粉的分子机制，并对雌性组织进行全面分析，观察柱头上授粉后花粉动态随时间的变化，并建立自交亲和突变系（TSC4、TSC28）。进行了基因分析。简介为了构建授粉分子机制中乳头细胞组织特异性表达基因的信息库，阐明授粉的分子机制，我们利用激光显微切割（LM）和二代测序（NGS）进行了转录组分析。进行了分析。由于迄今为止对LM-NGS的了解还不够，我们证明了使用该方法进行组织特异性综合分析的有效性，并构建了LM-NGS方法。接下来，我们以十字花科植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）、哈氏拟南芥（A. Halleri）和白菜（Brassica rapa）为材料，利用LM-NGS方法进行表达基因的比较分析，以了解乳头细胞的特征，了解授粉过程。我们搜索了十字花科植物中常见的相关因素。对于TSC28菌株，我们试图通过结合遗传分析和综合分析的知识来有效地识别致病基因。首先，我们对TSC28菌株进行了详细的遗传分析，并将候选基因所在的区域缩小到大约1 Mb的区域内。接下来，我们使用上述LM-NGS分析方法对TSC28系和自交不亲和系之间的乳头细胞表达基因进行比较分析，并将TSC28的候选基因缩小到55个基因。