生態システム生命科学専攻 : 環境遺伝生態学講座

植物生殖遺伝 分野

 高等植物において、有性生殖は、次世代を作ると同時に有害遺伝子を排除し、遺伝的多様性を高め、種を保存する上で重要である。この生殖器官形成・分化・発達過程では、様々な細胞間・組織間の情報交換を経て、雌ずい、雄ずい、配偶子に分化する。さらに、雌ずいの先端の乳頭細胞に付着した花粉は雌ずいとの種間、種内での細胞間認識反応を経て、受精に至る。この植物の生殖過程を分子レベルで理解することは、細胞間コミュニケーションのモデルとされている「自家不和合性」などの自他識別機構を明らかにできるだけでなく、受精の結果できる種子、果実生産の向上にも寄与できる。 

 近年の分子生物学、分子遺伝学、高速ゲノム解析技術の発展などにより、植物の生殖過程における様々な因子が単離され、その共通性なども明らかになりつつある。本分野では、先述の高等植物の細胞間コミュニケーションにおけるモデルともいえる「自家不和合性」制御因子の同定・解析では、世界的貢献を行ってきた。これらの実績をさらに発展させ、本分野では、高等植物の生殖形質制御因子(形態形成、細胞間コミュニケーション等)を単離・解析し、植物の生殖システムの全体像を明らかにすることを目的とする。

特色・実績

 植物の生殖形質は、花芽形成、花器官形成、生殖器官成熟、花粉と雌ずいの相互作用、花粉管伸長、受精等、多岐にわたっている。本分野では、花器官形成から花粉管伸長に至る生殖過程のコアとなる遺伝的形質について、アブラナ科、イネ科、ユリ科、ラン科等の植物種の花を材料として、分子レベルで研究を展開している。ライフサイクルの短いシロイヌナズナ、アブラナを多用している点、世界の主穀であるイネを材料としている点も特色である。
 花は、植物のある意味最後のステージであることから、花が咲くまで植物をきちんと育成させることも実験の重要な点である。もちろん、植物を育て、花を観察するだけでなく、遺伝学、分子生物学的手法により、高等植物の生殖過程の分子メカニズムを解明することが、本分野の最終目標である。
 これまでの実績としては、アブラナ科植物の自家不和合性、高等植物の生殖器官的特的遺伝子の解析に関連して、国内で10件の受賞歴(第7回日本学術振興会賞、 第11回「日経BP技術賞」大賞、平成25年度科学技術分野の文部科学大臣表彰、平成25年度野依科学奨励賞など)があり、また、その研究は、Nature, Nature Genetics, Science, PNAS, Plant Cell等にも掲載された。この様に、高等植物の生殖形質の解析、特に、アブラナ科植物の自家不和合性分野では、世界をリードしている。

研究室URL : http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/

教員紹介

渡辺正夫
  • アブラナ科植物の自家不和合性における自他識別機構の解明
  • 高等植物の生殖過程におけるエピジェネティック制御機構の解明
  • 高等植物の受粉過程に関わる花粉・柱頭因子の網羅的解析
3-4kanno
  • 雌雄異株植物アスパラガスにおける雌雄性分化の分子機構の解明
  • ユリ科・ラン科植物における花器官形成機構の分子生物学的解析

院生の受賞一覧

大坂 正明 「日本育種学会・第122回講演会優秀発表賞」

大坂 正明 「第20回日本育種学会中部地区談話会・優秀発表賞」

前年度学位論文題目一覧

修士

  • Brachypodium distachyonにおける雄性生殖器官へのmiRNAが及ぼす影響    

植物生殖遺伝分野院生による研究室紹介

名前

辺本萌 

学年

D2 

出身大学・学部

石川県立大学・生物資源環境学部

研究テーマ

Brassica rapa 自家不和合性に関する研究

自分が見る研究室の特色

当研究室は片平キャンパスにあり、仙台中心部へすぐアクセスできます。スーパーも、コンビニも、洋服屋も、美容院も、病院も、駅も全てが近いので、生活に困ることはありません。メンバーは他大学出身者が多く、様々な研究や異なるバックグラウンドを持つメンバーが集まるからなのか、 一人一人の個性が強い研究室だなと感じます。色んな考えを持つ人が集まっているので、研究に関する話でも、他愛もないお喋りでも面白い方向に進むことが多く、創造力が鍛えられます。また研究テーマはもちろん、扱う植物も異なることが多いので繁忙期が異なりますが、とても良いことに皆で同時期にぐったりすることはありません。誰かが大変なときは、周りが助けましょう、そんな人として素敵なことが出来る研究室です。さらに当研究室では、他の研究機関との共同研究を大切にしているため外部の方々と接する機会が多いです。時には植物を扱ったことがない方々との話し合いもあります。自分にとって当たり前のことが、相手方にとって耳新しい話だったり、逆に相手方の話がさっぱり分からなかったり、と面白い体験もできるかと思います。自分の知らない分野に踏み込む不安はありますが、知識・興味の幅を広げることができます。この他にも、得意不得意に関わらず色んなことに挑戦させてくれる研究室なので、好奇心旺盛な人、チャレンジ精神旺盛な人は是非一度見学にいらしてください。月1回の飲み会でなくて、「ケーキパーティー」が開催されるのも、お得感満載です。



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