【本学研究者情報】

〇生命科学研究科　教授　渡辺正夫
研究室ウェブサイト

【概要】

横浜市立大学 清水健太郎客員教授（チューリッヒ大学教授兼任）らの研究グループは、自家受精する植物が持つ遺伝子の変異を実験的に修復して、自家受精を防ぐ祖先植物のメカニズムを回復することに成功しました。

異なる2種間の雑種由来の倍数体植物では他家受精から自家受精への進化が頻繁に見られることが知られていましたが、そのメカニズムは謎に包まれていました（図1左）。そこで、日本を中心に分布する倍数体植物ミヤマハタザオと、牧野富太郎博士が命名したことでも知られる亜種タチスズシロソウをモデル植物^＊1として、ゲノム解析と遺伝子導入実験をおこないました。その結果、他家受精植物では低分子RNAを介して片親ゲノム上にある自家受精拒絶システムが抑制されており、遺伝子が1つ変異しただけで自家受精が可能になることを明らかにしました（図1右）。この研究により、自家受精と他家受精のバランスを人為的に調節できる可能性が示され、これまで困難であった植物種の組み合わせでの交配が可能になるなど栽培植物の育種への貢献が期待されます。

本研究成果は、国際科学雑誌「Nature Communications」に掲載されました。（日本時間2023年11月29日19時）

【用語解説】

＊1モデル倍数体植物ミヤマハタザオ・タチスズシロソウ
倍数体は野生種・栽培種ともに重要でありながら、これまでの世界の植物遺伝子研究はアブラナ科シロイヌナズナなど2倍体種をモデル生物として行われてきた。それは、倍数体種のゲノムDNAが複雑であるために、重要であっても研究が難しかったからである。
ミヤマハタザオとその亜種タチスズシロソウは、2つの種ハクサンハタザオとセイヨウミヤマハタザオが種間交配し融合してできた倍数体種。両親の二倍体種が他家受精をするのに対して、ミヤマハタザオは倍数体種の典型で、自家不和合性を失って自家受精をする。台湾から日本、朝鮮半島、極東ロシアから北米まで広く分布し、遺伝的多様性の中心が日本にある。とくに、NHK朝ドラ「らんまん」のモデルになった牧野富太郎博士によって、1913年に海岸・湖岸に分布する低地型の亜種タチスズシロソウの学名が命名された。さらに、世界中の植物学者が研究してきたモデル生物シロイヌナズナに近縁であるために、その遺伝子・ゲノム・実験技術などを容易に応用することができるため、倍数体種のモデル植物としても注目されている。

詳細（プレスリリース本文）

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