植物交雑 鍵分子 発見
－自在 種間交雑 植物育種法 開発 道－
こ たび 古屋大学 WPI ラン マ 生命分子研究所 WPI-ITbM 東山
哲也教授 大学院生 武内秀憲氏 種 受精 保証 鍵分子 定し こ 操
作 こ 大幅 種間交雑 壁 打破 こ 成功しました
近縁 植物 交雑 育種 重要 技術 た え ラ 科 ャベツ
交雑 こ 燃料 得 タ 誕生しました し し生物 種
士 受精 保証し 異種間 受精 起こ くく う 鍵分子 生殖隔離障壁
存在しま 鍵分子 実体 理解 こ 試行錯誤 頼 ン通 交雑
行うため 不可欠 そ 実体 こ ま 明 あ ま した こ 成果
1「 月 18 日付 米国 ンラ ン科学 掲載さ ま
ン
¾ 進化 着目 植物 あ ラ 科 花粉管誘引物質
ーを発見
¾ ーを遠縁種 導入 こ 種間交雑 壁を打破 こ
成
¾ 任意 植物 士 交雑を容易 ン通 交雑育種を行う方法 開発 期
背景
生物 種 士 受精を保証 異種間 受精を起こ くく う 鍵分子 生 殖隔 壁 存在 一方 異種間 交雑 育種 重要 技術 あ えば
燃料 得 ラ 科 タ を交雑 こ 誕生 交雑
用 植物を自在 作 出 鍵分子 実体を明 こ 必要 あ 被子植物 受精 花粉 伸び 花粉管 卵装置 精細胞を送 け こ
行わ 受精を成 さ 卵装置 含 助細胞 花粉管を引 寄 花 粉管誘引物質 を分泌 い こ こ 明 い 異 植物種
う 分子 誘引物質 あ 分 い 異種間 受精を起こ くく 鍵分子 実体 こ 明
研究 内容
古 大学 WPI ラン ー 生命分子研究所 WPI-ITbM 東山哲也教授 副 所長 び 大学院生 武内秀憲氏 鍵分子 候補 花粉管誘引物質 着目
研究を始 花粉管 誘引 種 花粉管 対 効率的 働く性質 あ こ
知 い 花粉管誘引物質 植物 受精 種 認識 関
わ い 予想さ 花粉管誘引物質 東山教授 グ ー ラ 科
いう園芸植物 初 定 ー 付け チ あ 実 ー 遺
伝子 近縁種間 差 大 く 花粉管誘引 種特異性を担う可能性 考え
植物種 い こ ー 発見さ 実 ー う
働 あ 不明 あ こ 東山教授 全 解 さ い ラ 科
ーを 定 こ を試 ー 類似 遺
伝子 317 存在 情報 け 誘引物質を 定 こ 困
あ こ 誘引物質 種特異的 活性を 遺伝子 特異的
あ 考え 317 遺伝子 い 近縁種 あ 西洋 タ 情報 比較
結果 誕生 伴 遺伝子 数を増や 誘引物質を分泌
助細胞 いう卵装置内 細胞 働く一群 遺伝子を見出 解析 結果 こ 花粉管誘引物質 ー 遺伝子群 あ こ 判明 さ
ー 近縁種 西洋 タ 花粉管を誘引 活性 低く 種 花粉管 を 効率的 引 寄 働い い こ 示さ
こ こ ー遺伝子 １ を 導入 実験を行
チョ 目 ラ 科 目 ラ 科 属
非常 遠縁 被子植物 士 あ 花粉管 卵装置
本来 全く誘引さ 交雑 こ 不可能 あ 遺伝子 導入
助細胞 ーを分泌 花粉管 卵装置
誘引さ 様子 観察さ さ 正常 受精 必須 過程 あ 花粉管 卵装置内 部 進入 様子 観察さ こ 結果 ー 受精 け 種 認識 極 重要 鍵分子 あ こ 分子を操作 こ 任意 植物 士を交雑さ 技術 開発
こ を示 い
成果 意義
本研究 ー 植物 受精 け 鍵因子 あ こ 明 非常 遠縁 被子植物 間 ー いう種特異的 あ 特徴を チ 花粉管誘 引物質 働い い こ 判明 こ 結果 今回研究 用い 二 植物種 け く 被子植物 い ーを操作 こ 種間交雑 壁を打破 こ を 示唆 い 本研究 得 知見 植物受精 組 理解を 速さ こ 期 さ さ 研究を進 こ 任意 植物 士 交雑を可能 ン通 交雑育
種 技術 開発 考え こ 技術 食糧増産や 向上
新 い植物 作出 こ 期 さ
古 大学 今 世界 研究 点 ラン ー 生命分子
研究所 を発足 世界 化学 生物学 融合 革新的 生命分子 開 発を目指 東山教授 今回 知見を基盤 食糧増産や 向上 新
い植物を作出 革新的 分子を開発 計画 あ
用語 明
生殖隔 壁
種 士 受精を保証 組 こ 異種間 受精 起こ くく 種間交 雑 防 い
花粉管
花粉 伸び出 単細胞 作 管 花粉 雌 先端 柱頭 受粉 伸び出 花
粉 直 数十倍 数千倍 長さを伸長 雌 奥深く あ 卵装置 精細胞を運
ぶ 卵装置
受精後 種子 組織 あ 胚珠 内部 あ 卵細胞 二 助細胞 卵細胞 花
粉管 運ば 精細胞 受精 胚を形成
助細胞
花粉管 誘引 関わ 花粉管誘引物質を分泌 細胞 花粉管を誘引 後 花粉管
受け入 や精細胞 放出 関わ い
世界中 植物研究 用い い 双子葉植物 生物 ラ 科 一年草 全
配列 解 さ い 現存 最 近縁 種 一 多年草 西洋 タ 全
配列 解 さ い 進化生物学的 解析 適 い
論文
“A Species-Specific Cluster of Defensin-Like Genes Encodes Diffusible Pollen Tube Attractants in Arabidopsis”
種特異的 ン ン様遺伝子群 け 散性 花粉管誘引物質を
ー
Hidenori Takeuchi and Tetsuya Higashiyama, PLoS Biology
花粉管誘引物質
ウチョウ ウ目 ラ 科 目 ウ ラ 科
交雑不可
卵装置 卵装置
花粉管 花粉管
遺伝子
導入した 卵装置 作製
卵装置
花粉管
助細胞
¾ゲ ム進化 着目し 発見
¾ 遠縁種 導入
こ 種間交雑 壁 打破 こ 成功
卵装置 誘引さ そ 内部 進入 花粉管
蛍光タン ク質 助細胞 緑 花粉管 赤 標識し い
受精 け 種 識 極め 重要
鍵分子 あ こ 分子 操作 こ 任意
植物 士 交雑さ 技術 開発 期待さ
誘引さ
誘引さ い
卵装置
分泌
