JP2010154848A - Uvi4-like gene deleted plant - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an unreduced gamete having reproductive ability in both of maleness (pollen) and femaleness (ovule) by mutation of a single gene, and thereby to provide a plant capable of preparing a progeny seed having about two times genome amount of the parent plant by self-propagation. <P>SOLUTION: There is provided the plant decreased or deleted in function of a UVI4-like gene or another homologue gene having a specific cDNA base sequence, forming an unreduced gamete having reproductive ability in both of maleness (pollen) and femaleness (ovule) to obtain a progeny seed having about two times genome amount by self-propagation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、UVI4-like遺伝子の機能の低下または欠失によって、雄性側(花粉)及び雌性側(卵)の両者において生殖能力のある非還元配偶子を形成し、自殖によって親植物の約2倍のゲノム量を持つ後代種子を得ることができる植物に関するものである。   The present invention forms a non-reducing gamete that is fertile on both the male side (pollen) and the female side (egg) by reducing or deleting the function of the UVI4-like gene. The present invention relates to a plant capable of obtaining a progeny seed having a double genome amount.

近年のゲノム解析から、被子植物の進化においては複数回の全ゲノム倍加が起きていることが明らかになった(非特許文献1)。植物で最も小さなゲノムサイズを持つシロイヌナズナ(Arabidopsis)でさえ、少なくとも3回の全ゲノム倍加を経験したと考えられている(非特許文献2;非特許文献3)。このように、今日存在する多くの2倍性植物が実は多倍体起源であると考えられている。   Recent genome analysis revealed that multiple genome-wide doubling occurred in the evolution of angiosperms (Non-patent Document 1). Even Arabidopsis, which has the smallest genome size in plants, is believed to have experienced at least three whole genome doublings (Non-Patent Document 2; Non-Patent Document 3). Thus, it is believed that many diploid plants that exist today are actually polyploid.

これまでの研究から、非還元配偶子の形成が多倍体の形成に大きな役割を果たしており、非還元配偶子との受精によって形成された3倍体を経由して多倍体が形成されたという見解が得られている(非特許文献4;非特許文献5)。非還元配偶子の形成頻度は概して極めて低いが、多くの植物種で確認されている現象である(非特許文献6;非特許文献7)。   From previous studies, the formation of non-reducing gametes has played a major role in the formation of polyploids, and polyploids have been formed via triploids formed by fertilization with non-reducing gametes. (Non-patent document 4; Non-patent document 5). The frequency of formation of non-reduced gametes is generally very low, but this phenomenon has been confirmed in many plant species (Non-patent Document 6; Non-patent Document 7).

ジャガイモにおけるいくつかの減数分裂に関する変異体の研究から、非還元配偶子の形成は単一劣性因子の制御下で起き得ることが示されたが、遺伝子は単離されていない(非特許文献8;非特許文献9)。シロイヌナズナにおいては、1遺伝子の変異によって受精能力のある非還元の雌性配偶子が形成されることが報告されている(非特許文献10)。この変異株の自殖後代植物の80%が3倍体であったと報告されているが、非還元配偶子の形成頻度は低く、得られる種子数は1個体あたり10粒以下と極めて少ないものであった。   Studies of several meiotic mutants in potato have shown that the formation of non-reducing gametes can occur under the control of a single recessive factor, but the gene has not been isolated (8). Non-patent document 9). In Arabidopsis, it has been reported that non-reducing female gametes capable of fertilization are formed by mutation of one gene (Non-patent Document 10). Although it is reported that 80% of the progeny progeny plants of this mutant strain were triploid, the frequency of formation of non-reduced gametes is low, and the number of seeds obtained is extremely low at 10 or less per individual. there were.

3倍体を経由して4倍体以上の高次倍数体が得られる経路の他にも、非還元の雌性及び雄性配偶子間の受精によって直接4倍体が得られる可能性があるが、これまでに確認されている非還元配偶子の形成頻度が概して低いことならびに雌性及び雄性配偶子における非還元配偶子の形成には相関がみられないことから、非還元の雌性及び雄性配偶子間の受精によって直接4倍体が得られる経路は起こりにくいと考えられていた。さらに、1遺伝子の変異によって直接4倍体の後代植物が得られる現象ならびに雄性側(花粉)及び雌性側(卵)の両者において生殖能力のある非還元配偶子の形成につながる遺伝子はこれまでに報告されていない。   In addition to the pathway through which triploids yield higher polyploids than tetraploids, tetraploids may be obtained directly by fertilization between non-reducing female and male gametes, Because of the generally low frequency of non-reduced gametes that have been identified to date and the absence of correlation between the formation of non-reduced gametes in female and male gametes, there is no correlation between non-reduced female and male gametes. It was thought that the route by which the tetraploid was directly obtained by fertilization of was not likely to occur. In addition, the gene that leads to the formation of non-reducing gametes that are fertile on both the male side (pollen) and the female side (egg), as well as the phenomenon that one gene mutation directly produces a tetraploid progeny plant. Not reported.

なお、SEQ ID NO: 2にその配列を記載したUVI4-likeタンパク質は、突然変異によって葉で核内倍加が亢進することが報告されているUVI4(UV-B非感受性4、At2g42260)タンパク質(非特許文献11、特許文献1)とアミノ酸配列の高い類似性を有するが、これまで機能が証明されていなかったタンパク質であり、突然変異によって核内倍加が亢進するという特徴以外に関する機能の推定は不可能である。
特開2007-228922号 Comai (2005) Nature Rev. Genet. 6, 836-846. Vision et al. (2000) Science290, 2114-2117. Adams & Wendel (2005) Curr. Opin. Plant. Biol. 8, 135-141. Ramsey & Schemske (1998) Ann. Rev. Eco. Syst. 29. 467-501. Ramsey & Schemske (2002) Ann. Rev. Eco. Syst. 33. 589-639. Veilleux (1985) Plant Breed. Rev. 3, 253-288. Bretagnolle & Thompson (1995) New Phytologist 129, 1-11. Carputo et al. (2003) Genetics163, 287-294. Peloquin et al. (1999) Genetics 153, 1493-1499. Ravi et al. (2008) Nature 451, 1121-1125. Hase et al. (2006) Plant J. 46, 317-326.
In addition, the UVI4-like protein whose sequence is described in SEQ ID NO: 2 is a UVI4 (UV-B insensitive 4, At2g42260) protein (non-inverted) that has been reported to increase nuclear doubling in leaves by mutation. Patent Document 11 and Patent Document 1) have high similarity in amino acid sequence, but have not been proven so far, and there is no estimation of functions related to features other than the feature that mutations increase nuclear doubling. Is possible.
JP 2007-228922 Comai (2005) Nature Rev. Genet. 6, 836-846. Vision et al. (2000) Science290, 2114-2117. Adams & Wendel (2005) Curr. Opin. Plant. Biol. 8, 135-141. Ramsey & Schemske (1998) Ann. Rev. Eco. Syst. 29. 467-501. Ramsey & Schemske (2002) Ann. Rev. Eco. Syst. 33. 589-639. Veilleux (1985) Plant Breed. Rev. 3, 253-288. Bretagnolle & Thompson (1995) New Phytologist 129, 1-11. Carputo et al. (2003) Genetics163, 287-294. Peloquin et al. (1999) Genetics 153, 1493-1499. Ravi et al. (2008) Nature 451, 1121-1125. Hase et al. (2006) Plant J. 46, 317-326.

「倍数性育種」という言葉で知られるように、植物の倍数性を高めることは、収量の増加につながる場合がある。   As known by the term “polyploid breeding”, increasing the ploidy of a plant can lead to an increase in yield.

本発明は、植物でその機能が低下または欠失することによって雄性側(花粉)及び雌性側(卵)の両者において生殖能力のある非還元配偶子が形成される新規遺伝子を特定し、この遺伝子の変異によって雄性側(花粉)及び雌性側(卵)の両者において生殖能力のある非還元配偶子を形成し、その結果、自殖によって親植物の約2倍のゲノム量を持つ後代種子を得ることができる植物を提供することを課題としている。   The present invention identifies a novel gene in which non-reducing gametes capable of reproduction are formed on both the male side (pollen) and the female side (egg) by reducing or deleting its function in plants. Mutations form fertile non-reduced gametes on both the male side (pollen) and the female side (egg), resulting in progeny seeds that have about twice the genome amount of the parent plant by selfing It is an object to provide plants that can be used.

本発明者らは、シロイヌナズナ(Arabidopsis)のUVI4-like(UV-B非感受性4類似、At3g57860)遺伝子の破壊株の特性を解析した結果、UVI4-likeタンパク質の機能が低下または欠失した植物では、雄性(花粉)側及び雌性(卵)側の両者において受精能力のある非還元配偶子が形成されることを見いだした。さらに、当該植物の自殖によって当該植物の2倍のゲノム量を持つ後代種子が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。   The present inventors analyzed the characteristics of the Arabidopsis UVI4-like (UV-B insensitive 4-similar, At3g57860) gene disruption strain. As a result, in plants where the function of UVI4-like protein was reduced or deleted, It was found that fertile non-reducing gametes were formed on both the male (pollen) side and the female (egg) side. Furthermore, it has been found that progeny seeds having twice the genome amount of the plant can be obtained by self-propagation of the plant, and the present invention has been completed.

すなわち本発明は、以上のとおりの新規な知見に基づき、SEQ ID NO: 1にそのcDNA塩基配列を記載したUVI4-like遺伝子または他種ホモログ遺伝子の機能が低下または欠失した植物を提供する。   That is, the present invention provides a plant in which the function of the UVI4-like gene or other species homolog gene whose cDNA base sequence is described in SEQ ID NO: 1 is reduced or deleted based on the novel findings as described above.

本発明の植物は、好ましい態様として、雄性側(花粉)および雌性側(卵)の両方において生殖能力のある非還元配偶子を形成する。さらに好ましい態様として、本発明の植物は、自殖により約2倍のゲノム量を持つ後代種子が得られる。   In a preferred embodiment, the plant of the present invention forms a reproductive non-reducing gamete on both the male side (pollen) and the female side (egg). In a more preferred embodiment, the plant of the present invention can obtain progeny seed having about twice the genome amount by self-propagation.

さらにまた、本発明の別の好ましい態様は、アブラナ科の植物であり、さらに詳しくはシロイヌナズナである。   Furthermore, another preferred embodiment of the present invention is a cruciferous plant, and more particularly, Arabidopsis thaliana.

本発明により、雄性側(花粉)及び雌性側(卵)の両者において生殖能力のある非還元配偶子を形成する植物を提供することができる。また、当該植物を自殖することにより、当該植物の2倍のゲノム量を持つ後代種子を生産することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a plant that forms a non-reducing gamete having fertility on both the male side (pollen) and the female side (egg). In addition, progeny seeds having twice the genome amount of the plant can be produced by self-propagating the plant.

At3g57860と推定ホモログのアミノ酸配列のアラインメント。At3g57860のアミノ酸と同一のものは白抜きで示した。2つの鏃マークはpst11867およびpst15307系統におけるDsトランスポゾンの挿入位置を示す。配列のアラインメントはClustal W program v1.83(http://www.ddbj.nig.ac.jp/)を用いて作製した。Amino acid sequence alignment of At3g57860 and putative homolog. The same amino acid as that of At3g57860 is shown in white. Two 鏃 marks indicate the insertion positions of the Ds transposon in the pst11867 and pst15307 lines. Sequence alignment was prepared using Clustal W program v1.83 (http://www.ddbj.nig.ac.jp/). Dsトランスポゾン挿入部位の模式図とヌクレオチド配列。At3g57860遺伝子のタンパクをコードする領域は灰色の四角で示した。三角形はDsトランスポゾンを示す。矢印は挿入位置を決定するために使用したプライマーを示す。Dsトランスポゾンの端に位置するプライマー(Ds5-2a、Ds5-3、Ds3-2aおよびDs3-4)とゲノムDNA上に設計したプライマー(XおよびY)によって増幅されたPCR断片の長さとゲノム配列は、両系統においてDsトランスポゾンがそれぞれ異なった方向で挿入されたことを示す。PCR断片の配列から、pst11867系統では、開始コドンから矢頭で示した+223のヌクレオチド位置にDsトランスポゾンが挿入され、そして囲み配列で示した14-bpの標的複製を伴っていることが示された。一方、pst15307系統では、+270の位置に挿入され、7-bpの複製を伴っていた。下線を付した配列はDsトランスポゾンの末端の配列を示す。反転表示した配列はDsトランスポゾンの再転移によって生じたフットプリントの塩基配列を示す。Schematic diagram and nucleotide sequence of Ds transposon insertion site. The region encoding the protein of At3g57860 gene is indicated by a gray square. Triangle indicates Ds transposon. The arrow indicates the primer used to determine the insertion position. The length and genome sequence of the PCR fragment amplified by the primers (Ds5-2a, Ds5-3, Ds3-2a and Ds3-4) located at the end of the Ds transposon and the primers designed on the genomic DNA (X and Y) are , Shows that Ds transposons were inserted in different directions in both strains. The sequence of the PCR fragment showed that in the pst11867 strain, a Ds transposon was inserted at the +223 nucleotide position indicated by the arrow from the start codon and was accompanied by a 14-bp target replication indicated by the boxed sequence. . On the other hand, the pst15307 line was inserted at +270 and was accompanied by a 7-bp replication. The underlined sequence indicates the sequence at the end of the Ds transposon. The highlighted sequence shows the base sequence of the footprint generated by retransfer of the Ds transposon. 二分子形成による大型花粉の形成。(a)野生型の花粉。(b、c)ヘテロ接合体の正常サイズの花粉。(d)野生型の四分子。(e)ヘテロ接合体で形成された大型の花粉。(f、g)ホモ接合体で形成された大型の花粉。(h)ホモ接合体で観察された二分子。(i、j)ホモ接合体(i)及び野生型(j)植物体の葯室内の花粉。成熟花粉はアレキサンダー染色液(a、b、e、f、i、j)またはHoechst 33342(c、g)で染色した。四分子(d)および二分子(h)はトルイジンブルーで染色した。スケールバーは(a, b, d - f, h)は30μm 、(c, g)は20μm、(i, j)は100μmの長さを示す。Formation of large pollen by bimolecular formation. (a) Wild type pollen. (b, c) Heterozygous normal size pollen. (d) Wild-type four molecules. (e) Large pollen formed of heterozygote. (f, g) Large pollen formed from homozygote. (h) Bimolecule observed in homozygote. (i, j) Pollen in pollen chamber of homozygote (i) and wild type (j) plant body. Mature pollen was stained with Alexander stain (a, b, e, f, i, j) or Hoechst 33342 (c, g). Four molecules (d) and two molecules (h) were stained with toluidine blue. The scale bar has a length of 30 μm (a, b, d−f, h), 20 μm (c, g), and 100 μm (i, j). 無作為に抽出した1個体のpst11867系統の2倍性ヘテロ接合体の自殖後代植物体で形成された花粉のサイズ。データは各個体から得られた花粉の長径の平均値±標準偏差を示す。The size of pollen formed from a self-propagating progeny plant of a double-ploid heterozygote of a single pst11867 line extracted at random. The data shows the mean value ± standard deviation of the major axis of the pollen obtained from each individual. 葯室内の花粉の比較。開花直前の葯を酢酸カーミンで染色した。ホモ接合体(中央)は、野生型(左)の花粉より大型の非還元花粉を形成する。大型花粉を形成する個体の自殖によって得られた4倍性のホモ接合体(Ds/Ds/Ds/Ds)(右)は、4倍体相当のDNA量を含むと推定される巨大花粉を形成する。Comparison of pollen in the tub. The anther just before flowering was stained with carmine acetate. The homozygote (center) forms larger non-reducing pollen than the wild type (left) pollen. A tetraploid homozygote (Ds / Ds / Ds / Ds) (right) obtained by self-breeding of individuals that form large pollen is a large pollen that is estimated to contain tetraploid DNA. Form. UVI4-like遺伝子の欠損による倍数性が上昇した種子の形成。(a)野生型(左)、ホモ接合体(中央)および大型花粉を形成するヘテロ接合体(右)の鞘内の種子。(b、c)野生型(b)およびホモ接合体(c)から得られた種子。スケールバーは、(a)が2mm、(b、c)は1mm。Seed formation with increased ploidy due to UVI4-like gene deficiency. (a) Seeds in the sheath of wild type (left), homozygote (middle) and heterozygote (right) forming large pollen. (b, c) Seeds obtained from wild type (b) and homozygote (c). The scale bar is 2mm for (a) and 1mm for (b, c). 野生型及びホモ接合体における雄性減数分裂。野生型(a - d, i, j)及びホモ接合体(e - h, k)の染色体伸展標本を示す。(a, e)pachytene期。(b, f) diakinesis期。(c, g)第一減数分裂中期。(d, h)第一減数分裂終期から第二減数分裂前期。(i)第二減数分裂中期。(j)第二減数分裂終期、(k)第一減数分裂終期。スケールバーは10μmの長さを示し、全ての図に共通である。Male meiosis in wild type and homozygotes. Chromosome extension specimens of wild type (a-d, i, j) and homozygote (e-h, k) are shown. (a, e) pachytene period. (b, f) Diakinesis period. (c, g) Middle meiosis. (d, h) From the end of the first meiosis to the second meiotic prophase. (i) Second meiotic metaphase. (j) End of second meiosis, (k) End of first meiosis. The scale bar has a length of 10 μm and is common to all figures. 野生型及びホモ接合体における雄性減数分裂細胞の分布。観察した細胞の総数に対する割合を示す。観察には、野生型及びホモ接合体のそれぞれについて5つの花序を用いた。Distribution of male meiotic cells in wild type and homozygotes. The ratio to the total number of cells observed is shown. For observation, five inflorescences were used for each of the wild type and homozygote.

本発明は、UVI4-like遺伝子または他種ホモログ遺伝子の機能が低下または欠失した植物であるが、「遺伝子の機能が低下または欠失」とは、当該遺伝子の転写の低下または欠失であり、あるいは当該遺伝子のタンパク質への翻訳の低下またはタンパク質の欠失が含まれる。   The present invention is a plant in which the function of the UVI4-like gene or other species homologue gene is reduced or deleted. The term “reduced or deleted gene function” is a decrease or deletion of transcription of the gene. Or reduced translation of the gene into protein or protein deletion.

このような遺伝子の機能の低下または形質は、下記実施例で示すように、標的遺伝子(UVI4-like遺伝子または他種ホモログ遺伝子)へのトランスポゾンの挿入によって達成することができる。またそれ以外にも、植物遺伝子の機能低下や欠失に当該技術分野で使用されている方法を適宜に使用することができる。例えば、標的遺伝子と相補的なアンチセンスRNAをコードするDNAを植物体に導入する方法、標的遺伝子のmRNAを特異的に切断するリボザイム(ハンマーヘッド型リボザイムやヘヤピン形リボザイム)をコードするDNAを使用する方法、標的遺伝子のmRNAに相補的二重鎖RNA(dsRNA)をコードするDNAを使用する方法などである。あるいは、標的遺伝子を組込んだウイルスベクターを植物に導入することによるRNAサイレンシング法などを使用することもできる。さらには、ゲノムDNAにおける標的遺伝子を対象としたジーンターゲッティング法による遺伝子ノックアウト法を使用することもできる。すなわち、UVI4-like遺伝子はシロイヌナズナ第3染色体の21437291−21439230塩基配列に位置することが公知であり(GenBank/NC_003074)、このゲノム配列情報に基づいて作製した相同組換えベクターを用いたるジーンターゲッティング法による遺伝子ノックアウトによって、標的遺伝子の機能を欠失させることができる。   Such a decrease in function or trait of a gene can be achieved by inserting a transposon into a target gene (UVI4-like gene or other species homolog gene), as shown in the Examples below. In addition, methods used in this technical field for functional reduction or deletion of plant genes can be appropriately used. For example, a method that introduces a DNA encoding an antisense RNA complementary to a target gene into a plant body, or a DNA that encodes a ribozyme (hammerhead ribozyme or hairpin ribozyme) that specifically cleaves the target gene mRNA. And a method using DNA encoding a complementary double-stranded RNA (dsRNA) to the mRNA of the target gene. Alternatively, an RNA silencing method by introducing a virus vector incorporating a target gene into a plant can be used. Furthermore, a gene knockout method based on a gene targeting method targeting a target gene in genomic DNA can also be used. That is, the UVI4-like gene is known to be located in the 21437291-21439230 base sequence of Arabidopsis thaliana chromosome 3 (GenBank / NC_003074), and gene targeting method using a homologous recombination vector prepared based on this genomic sequence information By knocking out the gene, the function of the target gene can be deleted.

また、本発明における「UVI4-like遺伝子または他種ホモログ遺伝子」とは、シロイヌナズナのUVI4-like遺伝子、またはシロイヌナズナ以外の植物のUVI4-likeホモログ遺伝子(シロイヌナズナUVI4-like遺伝子と相同の構造および機能を有する遺伝子)である。シロイヌナズナ以外の植物としては、UVI4-like遺伝子と相同性を有する遺伝子が知られているポプラ、ブドウ、イネ(図1)等を対象とすることができるが、これらに限定されない。例えば、シロイヌナズナが属するアブラナ科(キャベツや大根等)の有用植物からUVI4-likeホモログ遺伝子を単離し、これらのアブラナ科植物のUVI4-likeホモログ遺伝子の機能を低下または欠失させることもできる。UVI4-likeホモログ遺伝子を単離するには、例えば、UVI4-like遺伝子の配列情報(SEQ ID NO:1)に基づいて作製したプライマーオリゴヌクレオチドを用いたPCR法、あるいは配列情報に基づいて作製したプローブオリゴヌクレオチドを用いて特定植物のcDNAライブラリーをスクリーニングする方法など、当該技術分野でホモログ遺伝子を特定する方法に準じて行うことができる。   In the present invention, “UVI4-like gene or other homologous gene” refers to a UVI4-like gene of Arabidopsis thaliana or a UVI4-like homologous gene of a plant other than Arabidopsis thaliana (a structure and function homologous to the Arabidopsis UVI4-like gene). Gene). Plants other than Arabidopsis thaliana can include, but are not limited to, poplar, grapes, rice (FIG. 1) and the like, which are known to have homology to UVI4-like genes. For example, UVI4-like homologous genes can be isolated from useful plants of Brassicaceae (cabbage, radish, etc.) to which Arabidopsis belongs, and the functions of UVI4-like homologous genes of these cruciferous plants can be reduced or deleted. To isolate a UVI4-like homolog gene, for example, a PCR method using a primer oligonucleotide prepared based on the sequence information (SEQ ID NO: 1) of the UVI4-like gene, or a sequence based on the sequence information. It can be performed according to a method for identifying a homologous gene in the art, such as a method for screening a cDNA library of a specific plant using a probe oligonucleotide.

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細かつ具体的に説明するが、本発明は以下の例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail and specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(1)方法
(1−1)植物材料および育成条件
シロイヌナズナのDsトランスポゾンタグライン(系統名pst11867およびpst15307)は理研バイオリソースセンターから提供されたものである。これらの系統はシロイヌナズナのNo-0エコタイプをバックグラウンドとして作成されたものである。植物体の育成は、市販の培養土(MetroMix350, Scotts-Sierra Horticultural Products Company, Marysville, OH, USA)を用い、23℃、16時間明期、3,000−4,000ルクスの白色蛍光灯を備えた育成室で行った。
(1−2)PCRによる遺伝子型解析
ゲノムDNAはクラボウ製PI-50α自動DNA抽出システム、キアゲン製DNeasy Plant Mini Kit、シグマ製 Extract-N-Amp Plant PCR KitsまたはDNA抽出用溶液(200 mM Tris-HCl (pH7.5)、250 mM NaCl、25 mM EDTA及び0.5% SDSを含む)を用いて抽出した。遺伝子型の調査は、図2中でXおよびYで示したUVI4-like遺伝子に特異的なプライマー配列の組み合わせ
X:5’-TAGACGTTAGGGTGGGGTTTAC-3’(SEQ ID NO:3)および
Y:5’-CAACAGGAAAACACAAAAGAGC-3’(SEQ ID NO:4)、
ならびに、Dsトランスポゾンに特異的なDs5-2a、Ds5-3、Ds3-2a及びDs3-4のプライマー配列(Kuromori et al. (2004) Plant J. 37, 897-905)を用いた。Acエレメントの検出には、Acエレメントの塩基配列に特異的なプライマーの組み合わせ
Ac2656: 5’-TAAAGCCGAGGAGTGGAAGA-3’(SEQ ID NO:5)及び
Ac3244: 5’-TCCCCTCCACCATGATAAAA-3’(SEQ ID NO:6)を用いた。
(1−3)顕微鏡観察
成熟花粉はアレキサンダー染色液(Alexander et al. (1969)Stain Technology 44,117-122)で染色した。葯室中の花粉の観察は、開葯直前の葯を1%酢酸カーミン溶液またはアレキサンダー染色液で一晩染色した後、スライドグラス上でゆるやかに押しつぶすことによって行った。花粉の直径の測定は、成熟花粉を1%酢酸カーミン溶液で染色して行った。花粉の直径はソフトウェアImageJ 1.37vを用いて測定した。各植物体について50粒以上の花粉を測定した。核の大きさの観察は、成熟花粉をHochest33342の0.1%溶液で染色して行った。四分子及び二分子の観察は、新鮮な葯をトルイジンブルー0.02%溶液中に置き、メスを使って内容物をスライドガラス上に取り出して行った。雄性減数分裂細胞の染色体伸展標本は、文献(Ross et al. 1996)に記載の方法で作成し、10 μlの4’,6-diamidino-2-phenylindole(1 μg/ml)で染色した。
(1−4)倍数性解析
2−3週齢の植物体の若いロゼット葉を用い、文献(Haseet al. (2006) Plant J. 46, 317-326)に記載の方法で測定した。最も低いピーク位置のDNA量をPartec製ソフトウェアDPACを用いて測定した。シロイヌナズナの約8.4倍の核DNA量を持つダイズの若い葉を内部標準として同時に測定した。
(2)結果と考察
UVI4-like遺伝子の機能を調査するために、Dsトランスポゾンの挿入によるUVI4-like遺伝子の破壊株を2系統(pst11867およびpst15307)得た。PCRおよび塩基配列解析の結果から、Dsトランスポゾンは、UVI4-like遺伝子の塩基配列の翻訳開始点を+1とした場合、pst11867では+223、pst15307では+270の位置に挿入されていることがわかった(図2)。これらの挿入位置から上記2系統の破壊株は機能損失株であると推測される。PCRを利用した遺伝子型解析によって、調査した11個体のpst11867系統の中には、ノックアウトアリル(トランスポゾンが挿入されることによって機能が失われたUVI4-like対立遺伝子)をホモに持つ個体は無いと考えられた。さらに、種子の大きさが不揃いであったことから核DNA量の測定により倍数性を調査したところ、上記11個体中5個体が4倍性であると考えられた。これらの結果から、調査した11個体のpst11867系統は、2個体の2倍性野生型、4個体の2倍性ヘテロ接合体及び5個体の4倍性ヘテロ接合体であると考えられた。この結果は、UVI4-like遺伝子の破壊によって倍数性が上昇することを示唆する。同様な結果がpst15307系統でも見られたことから、観察された現象はUVI4-like遺伝子の破壊によるものであることを示唆している。
(1) Method
(1-1) Plant material and growth conditions Arabidopsis thaliana Ds transposon taglines (strain names pst11867 and pst15307) were provided by the RIKEN BioResource Center. These strains were created using the Arabidopsis No-0 ecotype as a background. Plants are grown in commercially available culture soil (MetroMix350, Scotts-Sierra Horticultural Products Company, Marysville, OH, USA) in a growth room equipped with a white fluorescent lamp of 3,000-4,000 lux at 23 ° C for 16 hours. I went there.
(1-2) Genotyping by PCR Genomic DNA is Kurabo Industries's PI-50α automatic DNA extraction system, Qiagen's DNeasy Plant Mini Kit, Sigma's Extract-N-Amp Plant PCR Kits or DNA extraction solution (200 mM Tris- Extraction was performed using HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 25 mM EDTA and 0.5% SDS. The genotype survey is based on the combination of primer sequences specific for the UVI4-like gene indicated by X and Y in FIG.
X: 5'-TAGACGTTAGGGTGGGGTTTAC-3 '(SEQ ID NO: 3) and
Y: 5'-CAACAGGAAAACACAAAAGAGC-3 '(SEQ ID NO: 4),
In addition, Ds5-2a, Ds5-3, Ds3-2a and Ds3-4 primer sequences specific for the Ds transposon (Kuromori et al. (2004) Plant J. 37, 897-905) were used. For detection of Ac element, a combination of primers specific to the base sequence of Ac element
Ac2656: 5'-TAAAGCCGAGGAGTGGAAGA-3 '(SEQ ID NO: 5) and
Ac3244: 5′-TCCCCTCCACCATGATAAAA-3 ′ (SEQ ID NO: 6) was used.
(1-3) Microscopic observation Mature pollen was stained with Alexander staining solution (Alexander et al. (1969) Stain Technology 44, 117-122). The pollen in the cocoon chamber was observed by staining the cocoon just before opening with a 1% carmine acetate solution or an Alexander staining solution overnight and then gently crushing it on a slide glass. The pollen diameter was measured by staining mature pollen with a 1% carmine acetate solution. Pollen diameter was measured using the software ImageJ 1.37v. More than 50 grains of pollen were measured for each plant. Nucleus size was observed by staining mature pollen with a 0.1% solution of Hochest33342. Tetramolecular and bimolecular observations were made by placing fresh strawberries in a 0.02% solution of toluidine blue and using a scalpel to remove the contents onto a glass slide. Chromosome extension specimens of male meiotic cells were prepared by the method described in the literature (Ross et al. 1996) and stained with 10 μl of 4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole (1 μg / ml).
(1-4) Ploidy analysis Using a young rosette leaf of a 2-3 week old plant body, it was measured by the method described in the literature (Haseet al. (2006) Plant J. 46, 317-326). The amount of DNA at the lowest peak position was measured using Partec software DPAC. The young leaves of soybean with about 8.4 times the nuclear DNA content of Arabidopsis thaliana were measured simultaneously as an internal standard.
(2) Results and discussion
In order to investigate the function of the UVI4-like gene, two strains (pst11867 and pst15307) were obtained in which the UVI4-like gene was disrupted by insertion of a Ds transposon. From the results of PCR and nucleotide sequence analysis, it was found that the Ds transposon was inserted at position +223 for pst11867 and position +270 for pst15307 when the translation start point of the nucleotide sequence of the UVI4-like gene was +1 (Fig. 2). From these insertion positions, the two strains of disrupted strains are presumed to be loss-of-function strains. None of the eleven pst11867 strains examined by PCR-based genotyping have homozygous knockout alleles (UVI4-like alleles that have lost function due to transposon insertion). it was thought. Furthermore, since the seed sizes were not uniform, the ploidy was investigated by measuring the amount of nuclear DNA. As a result, 5 of the 11 individuals were considered to be tetraploid. From these results, it was considered that the 11 pst11867 lines examined were 2 diploid wild types, 4 diploid heterozygotes, and 5 tetraploid heterozygotes. This result suggests that ploidy is increased by disruption of the UVI4-like gene. Similar results were also observed in the pst15307 line, suggesting that the observed phenomenon was due to UVI4-like gene disruption.

無作為に選んだpst11867系統の2倍性のノックアウトアリルのヘテロ接合体から得られた204個体の自殖後代の遺伝子型は、47個体の野生型、141個体のヘテロ接合体及び16個体のホモ接合体であると考えられた。204個体の内、16個体の野生型、27個体のヘテロ接合体及び9個体のホモ接合体を含む計52個体の倍数性を測定した結果、全ての植物体が2倍性であった。ここで発明者らは、全てのホモ接合体ならびに一部のヘテロ接合体(141個体中25個体)が通常よりも大きな花粉を形成することを発見した(表1及び図3e, f)。大きな花粉はシロイヌナズナの花粉に典型的な3つの核、つまり、2つの明るく染色される精核及び1つのぼんやりと染色される栄養核を持っていた(図3g)。しかしながら、核のサイズが図3cに示される野生型のものよりも明らかに大きいことは、倍数性が高いことを示している。ヘテロ接合体は、大きな花粉を形成する個体と野生型と同等サイズの花粉を形成する個体のどちらかに二分され、同一個体で大きな花粉と野生型と同等サイズの花粉の両方を形成する個体は確認されなかった(図4)。ホモ接合体が形成した花粉の長径は29.9±1.1μmであったが野生型の花粉の長径は25.0±1.0μmであった(図4)。野生型の葯室には計420〜440粒の花粉が含まれていたが、大きな花粉を形成する個体では240〜280粒に減少した。大きな花粉を形成する個体では花粉の大きさはほぼ均一であり、形成不全の花粉はほとんど見られなかった(図3i及び図5)。   The 204 inbred progeny genotypes obtained from randomly selected pst11867 strain diploid knockout allele heterozygotes were 47 wild types, 141 heterozygotes and 16 homozygotes. It was considered to be a joined body. Of the 204 individuals, the ploidy of a total of 52 individuals including 16 wild-types, 27 heterozygotes and 9 homozygotes was measured. As a result, all plants were diploid. Here we found that all homozygotes as well as some heterozygotes (25 of 141 individuals) formed larger than normal pollens (Table 1 and FIGS. 3e, f). The large pollen had three nuclei typical of Arabidopsis pollen, two brightly stained sperm nuclei and one faintly stained vegetative nucleus (FIG. 3g). However, the fact that the size of the nucleus is clearly larger than that of the wild type shown in FIG. 3c indicates a high ploidy. Heterozygote is divided into either an individual that forms large pollen or an individual that forms pollen of the same size as wild type, and an individual that forms both large pollen and pollen of the same size as wild type It was not confirmed (FIG. 4). The long diameter of the pollen formed by the homozygote was 29.9 ± 1.1 μm, whereas the long diameter of the wild type pollen was 25.0 ± 1.0 μm (FIG. 4). The wild type cocoon contained a total of 420 to 440 pollen, but it decreased to 240 to 280 in the individuals forming large pollen. In individuals that formed large pollen, the size of the pollen was almost uniform, and almost no dysplastic pollen was observed (FIGS. 3i and 5).

ホモ接合体及び大きな花粉を形成するヘテロ接合体では、RT-PCRによってUVI4-like遺伝子の転写産物は検出されなかった。これまでの試験結果からpst11867系統はトランスポゾンを転移させるAcエレメントを持っている可能性が示唆された。大きな花粉を形成するヘテロ接合体からAcエレメントに特異的なPCR産物が確認され、さらに、Dsトランスポゾンが再転移した後に残されるフットプリントの塩基配列がUVI4-like遺伝子座に存在することが確認された(図2)。PCRによる遺伝子型の判定は、増幅されたDNAの長さに基づくことから、正常なUVI4-like遺伝子座とDsトランスポゾンが再転移したことによって機能を失ったUVI4-like遺伝子座を区別することができない。以上の結果から、大きな花粉を形成するヘテロ接合体は、Dsトランスポゾンが挿入された遺伝子座とDsトランスポゾンが再転移したことによって機能を失った遺伝子座の両方を持つと考えられた。さらに、pst15307系統とAcエレメントを含まないpst11867系統間の相補試験によって、両系統が同じ遺伝子に変異を持つことが示されたことから、大きな花粉を形成する表現型がUVI4-like遺伝子座の不活化によって生じることが示された。これらの結果から、シロイヌナズナの2倍体では、2つのUVI4-like遺伝子座の両方が不活化された場合、すなわち劣性ホモ接合体においてのみ、大きな花粉を形成する表現型を示すことが示された。   In homozygotes and heterozygotes that formed large pollen, transcripts of the UVI4-like gene were not detected by RT-PCR. The results of previous studies suggested that the pst11867 strain may have an Ac element that translocates transposons. A PCR product specific for the Ac element was confirmed from the heterozygote forming large pollen, and the footprint base sequence left after the relocation of the Ds transposon was confirmed at the UVI4-like locus. (FIG. 2). Since genotyping by PCR is based on the length of amplified DNA, it is possible to distinguish between normal UVI4-like loci and UVI4-like loci that have lost function due to retransfer of Ds transposons. Can not. These results suggest that heterozygotes that form large pollen have both a locus into which the Ds transposon has been inserted and a locus that has lost its function due to retransfer of the Ds transposon. Furthermore, a complementary test between the pst15307 strain and the pst11867 strain that does not contain an Ac element showed that both strains had mutations in the same gene, indicating that the phenotype that forms large pollen is a defect in the UVI4-like locus. It was shown to occur by activation. These results indicate that Arabidopsis diploids exhibit a large pollen-forming phenotype only when both UVI4-like loci are inactivated, ie, only in recessive homozygotes. .

大きな花粉を形成する個体の自殖によって生存可能な種子が得られ、それらは野生型で得られる種子よりも明らかに大きかった(図6)。倍数性調査の結果、ホモ接合体から得られた20個体の内19個体(=95%)が4倍体であり、残る1個体は3倍体と考えられた(表2)。4倍体と推定される個体は、大きな花粉を形成するヘテロ接合体の自殖によっても得られた(73個体中63個体=83%)(表2)。これらの結果は、UVI4-like遺伝子の破壊によって生殖能力のある非還元配偶子が雄性(花粉)側及び雌性(卵)側の両者で形成されることを示している。また、3倍体が少数得られたことから、雄性(花粉)側及び雌性(卵)側のいずれか一方においては、正常な半数性の配偶子と非還元配偶子の両者が形成されることが示唆される。   Viable seeds were obtained by self-propagation of individuals that formed large pollen, which were clearly larger than the seeds obtained in the wild type (FIG. 6). As a result of the ploidy investigation, 19 out of 20 individuals obtained from homozygotes (= 95%) were tetraploid, and the remaining one was considered to be triploid (Table 2). Individuals estimated to be tetraploid were also obtained by self-breeding of heterozygotes that formed large pollen (63 of 73 individuals = 83%) (Table 2). These results indicate that fertile non-reducing gametes are formed on both the male (pollen) side and the female (egg) side by disruption of the UVI4-like gene. In addition, since a small number of triploids were obtained, both normal haploid gametes and non-reduced gametes are formed on either the male (pollen) side or the female (egg) side. Is suggested.

正常なシロイヌナズナの花粉形成においては、減数分裂によって四分子が形成される(図3d)。これと対照的に、大きな花粉を形成する個体では同じ時期に二分子だけが観察された(n = 281)(図3h)。四分子やその他の異常な減数分裂細胞は観察されなかった。この結果はUVI4-like遺伝子の破壊が、雄性(花粉)側の配偶子形成における減数分裂の異常を引き起こし、ほぼ100%に近い頻度で非還元花粉が形成されることを示している。   In normal Arabidopsis pollen formation, four molecules are formed by meiosis (FIG. 3d). In contrast, only two molecules were observed at the same time in individuals that formed large pollen (n = 281) (FIG. 3h). Tetramolecules and other abnormal meiotic cells were not observed. This result shows that disruption of the UVI4-like gene causes meiotic abnormalities in male (pollen) gametogenesis, and non-reduced pollen is formed with a frequency close to 100%.

さらに減数分裂の異常について調査するため、野生型との正逆交配を行った。ホモ接合体をを花粉親として野生型と交配することにより得られたF1植物体は、35個体全てが3倍体と考えられた。一方、ホモ接合体を種子親として野生型と交配した場合は、調査した23個体のF1植物体の内、15個体が3倍体、8個体が2倍体であった。これらの結果から、雄性側(花粉)および雌性側(卵)の両方において生殖能力のある非還元配偶子を形成することが改めて示された。さらに、雄性側(花粉)では非還元配偶子の形成頻度がほぼ100%であり、一方、雌性側(卵)では、正常な半数性の配偶子と非還元配偶子の両者が形成されることが示された。なお、対照実験として、野生型と同じサイズの花粉を形成するヘテロ接合体を野生型と交配した場合は、花粉親と種子親のいずれに用いた場合でも、F1植物体は全て2倍性であり、遺伝子型は野生型とヘテロ接合体が1:1に分離することが確かめられた。   Furthermore, in order to investigate abnormalities of meiosis, forward and reverse mating with the wild type was performed. F1 plants obtained by crossing a homozygote with a wild type as a pollen parent were considered to be triploid in all 35 individuals. On the other hand, when the homozygote was crossed with the wild type as a seed parent, 15 of the 23 F1 plants examined were triploid and 8 were diploid. These results show again that non-reducing gametes that are fertile are formed on both the male side (pollen) and the female side (egg). Furthermore, on the male side (pollen), the frequency of formation of non-reducing gametes is almost 100%, while on the female side (eggs) both normal haploid gametes and non-reducing gametes are formed. It has been shown. As a control experiment, when a heterozygote that forms pollen of the same size as the wild type is crossed with the wild type, all F1 plants are doubled regardless of whether they are used as the pollen parent or the seed parent. Yes, it was confirmed that the genotype segregated wild type and heterozygote 1: 1.

4倍性のホモ接合体は直径約37μmの巨大花粉を形成した。この個体の自殖によって8倍体と推定される個体が得られた。しかしながら、8倍体は不稔であり、その後代は得られなかった。   The tetraploid homozygote formed giant pollen with a diameter of about 37 μm. An individual estimated to be octaploid was obtained by self-breeding of this individual. However, the octaploid was sterile and no progeny was obtained.

さらに減数分裂の異常について調査するため、雄性減数分裂における染色体の動態を観察した。野生型での染色体の動態は文献(Ma (2006) The Arabidopsis Book, June 6)等に詳しく記述されているため、ここでは簡潔に述べる。まず、減数第一分裂前期(prophase I)のleptotene期において、やや凝縮した細い線状の染色体が観察される。その後、zygotene期で相同染色体が対合を開始する。pachytene期で相同染色体は完全に対合し、太い糸状の染色体が観察される(図7a)。diplotene期で相同染色体間の対合が解離し始め、相同染色体はさらに凝縮し、diakinesis期で染色体が交叉したキアズマと呼ばれる構造が観察される(図7b)。二価染色体と呼ばれる5対の相同染色体は、第一減数分裂中期(metaphase I)で赤道面に配列する(図7c)。第一減数分裂後期(anaphase I)で相同染色体は二極に分離し、第一減数分裂終期(telophase I)から第二減数分裂前期(prophase II)にかけて染色体はやや脱凝縮する(図7d)。2組の各5本の染色体は、第二減数分裂中期(metaphase II)において異なる赤道面に配列し(図7i)、第二減数分裂の後期(anaphase II)で2回目の染色体の分離が行われる。第二減数分裂終期(telophase II)は減数分裂の最後のステージであり、四分子と呼ばれる4つの半数性の細胞が形成される(図7j)。UVI4-like遺伝子のノックアウトアリルのホモ接合体では、第一減数分裂においては野生型との顕著な差異は見出せなかった。つまり、相同染色体間の対合(図7e)及びキアズマの形成(図7f)は正常と考えられた。また、5対の二価染色体は赤道面に配列した後(図7g)、二極に分離した(図7h)。しかしながら、第二減数分裂に相当する染色体像は観察されなかった。第一減数分裂終期から第二減数分裂前期にかけて、野生型では染色体がやや脱凝縮するが(図7d)、ホモ接合体ではこのような脱凝縮した染色体は稀であり、多くは図7kに示したように凝縮した染色体を持っていた。この凝縮した染色体は、野生型の第二減数分裂終期における染色体の様相(図7j)と類似していることから、ホモ接合体では第二減数分裂を行わずに減数分裂を終えてしまうことが示唆された。   In order to investigate further meiotic abnormalities, we observed chromosome dynamics in male meiosis. Since the dynamics of chromosomes in the wild type are described in detail in the literature (Ma (2006) The Arabidopsis Book, June 6), etc., they will be briefly described here. First, in the leptotene phase of prophase I, a slightly condensed thin linear chromosome is observed. Thereafter, pairing of homologous chromosomes begins in the zygotene phase. In the pachytene phase, homologous chromosomes are perfectly paired, and a thick filamentous chromosome is observed (FIG. 7a). The pairing between homologous chromosomes begins to dissociate in the diplotene phase, the homologous chromosomes further condense, and a structure called chiasma in which the chromosomes crossed in the diakinesis phase is observed (FIG. 7b). Five pairs of homologous chromosomes, called divalent chromosomes, are arranged in the equatorial plane at the first metaphase I (Fig. 7c). Homologous chromosomes are separated into two poles at the first meiotic anaphase (anaphase I), and the chromosomes are slightly decondensed from the first meiotic terminal (telophase I) to the second meiotic prophase (prophase II) (FIG. 7d). Two sets of five chromosomes are arranged on different equator planes in the second metaphase II (metaphase II) (Fig. 7i), and the second chromosome segregation takes place in the second meiotic late phase (anaphase II). Is called. The second meiotic phase (telophase II) is the last stage of meiosis, and four haploid cells called tetramolecules are formed (FIG. 7j). In the homozygote of the knockout allele of the UVI4-like gene, no significant difference from the wild type was found in the first meiosis. That is, pairing between homologous chromosomes (FIG. 7e) and formation of chiasma (FIG. 7f) were considered normal. In addition, five pairs of divalent chromosomes were arranged on the equator plane (FIG. 7g) and then separated into two poles (FIG. 7h). However, no chromosome image corresponding to the second meiosis was observed. From the end of the first meiosis to the second meiotic prophase, the chromosomes are somewhat decondensed in the wild type (Fig. 7d), but such decondensed chromosomes are rare in homozygotes, many of which are shown in Fig. 7k. He had condensed chromosomes. Since this condensed chromosome is similar to the chromosome appearance at the end of the second meiosis in the wild type (Fig. 7j), homozygotes may end meiosis without performing the second meiosis. It was suggested.

減数分裂の進行について調査するため、減数分裂の各ステージに属する細胞の割合を調査した(図8)。野生型ではzygotene期及びpachytene期の細胞の割合が多く、また、第二減数分裂終期の細胞の割合も多かった。第一及び第二減数分裂の中期ならびに後期の細胞の割合は低かった(全体の1%未満)。UVI4-like遺伝子のノックアウトアリルのホモ接合体では、第一減数分裂前期(prophase I)における分布は野生型のものと類似していた。しかしながら、第一減数分裂中期にある細胞の割合(全体の4.1%)は野生型の同ステージ(0.5%)に比べて著しく高かった。第二減数分裂の細胞は観察されなかった。これらの結果から、ホモ接合体では第一減数分裂中期から後期にかけて減数分裂の進行が遅延することが示唆された。   In order to investigate the progression of meiosis, the proportion of cells belonging to each stage of meiosis was investigated (FIG. 8). In the wild type, the proportion of cells in the zygotene phase and the pachytene phase was large, and the proportion of cells in the second meiotic phase was also large. The proportion of cells in the middle and late stages of the first and second meiosis was low (less than 1% of the total). In homozygotes for the knockout allele of the UVI4-like gene, the distribution in the first prophase I (prophase I) was similar to that of the wild type. However, the proportion of cells in the first meiotic metaphase (4.1% of the total) was significantly higher than that of the wild-type stage (0.5%). No second meiotic cells were observed. These results suggest that homozygotes delay the progression of meiosis from the first metaphase to late meiosis.

細胞分裂の中期から後期への移行は、Anaphase Promoting Complex(APC)と呼ばれるタンパク複合体が重要な役割を果たすことが知られている(Eloy et al. (2006) Cell Cycle 5, 1957-1965)。APCは分裂サイクリンを標的としてこれを分解させる働きがあり、結果として分裂サイクリンーサイクリン依存性キナーゼの複合体を不活化することにより、後期への移行を促進する。また、分裂サイクリンーサイクリン依存性キナーゼ活性の適切な制御が、第一減数分裂から第二減数分裂への移行に重要であると考えられている(Pesin and Orr-Weaver (2008) Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 24, 475-499)。以上のことから、UVI4-likeの変異によってAPCの活性が影響を受けている可能性が示唆される。   It is known that a protein complex called Anaphase Promoting Complex (APC) plays an important role in the transition from metaphase to late phase of cell division (Eloy et al. (2006) Cell Cycle 5, 1957-1965). . APCs target fission cyclin and degrade it, resulting in inactivation of the fission cyclin-cyclin-dependent kinase complex, thereby promoting late transition. Appropriate control of mitotic cyclin-cyclin-dependent kinase activity is also considered important for the transition from first meiosis to second meiosis (Pesin and Orr-Weaver (2008) Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 24, 475-499). From the above, it is suggested that the APC activity may be affected by the mutation of UVI4-like.

Claims (6)

SEQ ID NO: 1にそのcDNA塩基配列を記載したUVI4-like遺伝子または他種ホモログ遺伝子の機能が低下または欠失した植物。 A plant in which the function of the UVI4-like gene or other species homologue gene whose cDNA base sequence is described in SEQ ID NO: 1 is reduced or deleted. 雄性側(花粉)および雌性側(卵)の両方において生殖能力のある非還元配偶子を形成する請求項1に記載の植物。 2. A plant according to claim 1 which forms fertile non-reducing gametes on both the male side (pollen) and the female side (egg). 雄性側での非還元配偶子が100%に近い頻度で形成されることを特徴とする請求項1に記載の植物 The plant according to claim 1, wherein non-reducing gametes on the male side are formed with a frequency close to 100%. 自殖により約2倍のゲノム量を持つ後代種子が得られる請求項1に記載の植物。 The plant according to claim 1, wherein progeny seeds having about twice the genome amount are obtained by self-propagation. アブラナ科の植物である請求項1に記載の植物。 The plant according to claim 1, which is a cruciferous plant. シロイヌナズナである請求項5に記載の植物。 The plant according to claim 5, which is an Arabidopsis thaliana.
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