ダイコンのオグラ型雄性不稔細胞質に対するRft稔性回復遺伝子座の構造解析

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  • Structural analysis of the Rft gene locus associated with fertility restoration in Ogura male-sterile radish (Raphanus sativus L.)
  • ダイコン ノ オグラガタ ユウセイ フネン サイボウシツ ニ タイスル Rft ネンセイ カイフク イデンシザ ノ コウゾウ カイセキ

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抄録

細胞質雄性不稔（CMS）は，核とミトコンドリアの相互作用により，正常な花粉の形成機能が失われてしまう母性遺伝形質である。ダイコンのオグラ型CMSはミトコンドリアゲノムにコードされているorf138の発現によって引き起こされるが，核に存在する稔性回復遺伝子がORF138タンパク質の発現を減らすことでCMSは抑制される。著者らは，野生のハマダイコン（Raphanus sativus）から，orf138 mRNAの5’プロセシングに関わる稔性回復遺伝子Rftを単離するため，マップベースド・クローニングを行なった。フォスミドクローンのシークエンスと全ゲノムシークエンスの解析データをあわせ，Rftに近接するDNAマーカーを作製した。このマーカーを用いて分離集団でジェノタイピングを行なった結果，Rftは68kbのゲノム領域内に限定された。この領域の構造を解析したところ，Rftはミトコンドリアへの移行シグナル配列を持った，PPR（Pentatrico-Peptide Repeat）タンパク質をコードしていることが示唆された。

Cytoplasmic male-sterility（CMS）is a maternally inherited trait that prevents plants from producing functional pollen. CMS is caused by nuclear-mitochondrial interactions, and Ogura CMS found in Japanese radish is associated with ORF138 protein encoded by the mitochondrial gene orf138. The male sterile phenotype is controlled by nuclear fertility restorer（Rf）genes that reduce the amount of ORF138 protein. One of the Rf genes, termed Rft, was previously identified in the Japanese wild radish. Rft was shown to reduce the amount of ORF138 protein by the processing of 5’ end of orf138 mRNA. In order to clone Rft, a map-based cloning was conducted. Combining the data from fosmid clone sequencing and whole genome shotgun sequencing, we have developed DNA markers that were closely located to the Rft locus. As a result of genotyping of the 403 segregating plants, we physically delimited Rft locus to a 68 kb region. Analysis of this region suggested that the Rft gene encoded the Pentatrico-Peptide Repeat（PPR）protein with a predicted mitochondrial targeting pre-sequence.

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