サクランボの研究から、植物の新しい受精メカニズムを発見

自家和合性と自家不和合性

多くの植物は、自らのおしべの花粉がめしべに着いて発芽し、花粉管を胚珠に伸ばし受精して種ができます。このように自家受精して種ができる性質を「自家和合性」と言います。これに対して、自らの花粉や遺伝的に近い樹木の花粉では受精しない性質を「自家不和合性」と言います。サクランボなどのサクラ属果樹にはこの性質があります。このような樹木を受精させるには、近くに遺伝的に遠い樹木を植えるか、そのような樹木の花粉を昆虫に媒介させるか、人工受粉する必要があります。遺伝的多様性を保つため、野生植物の7割は自家不和合性であると考えられていますが、多くの作物は栽培化の過程で、品種改良されて自家和合性になっています。

自家不和合性はいかにして起こるか

サクランボの自家不和合性について、現段階で30種類以上の「S遺伝子」と呼ばれる不和合性遺伝子があることがわかっています。これらには、花粉側で作用する遺伝子とめしべ側で作用する遺伝子があります。この2つは組になっていて、それを「Sハプロタイプ」と呼んでいます。めしべの中の花粉管が通るところには、花粉管の伸びを阻害する「RNA分解酵素」があり、花粉とめしべのSハプロタイプが同じだとこの酵素が細胞毒として働き、花粉管が伸びなくなって受精できません。一方、花粉側の遺伝子はタンパク質の分解制御に関わっています。Sハプロタイプが異なると、このRNA分解酵素が不活性化され、花粉管の伸びが阻害されなくなって受精できます。

サクラ属果樹の遺伝子解析の意義

これらの自家不和合性の研究は日本発のもので、植物の受精の謎に新しい知見をもたらしました。特に、サクラ属果樹の遺伝子解析から、これまでは画一であると考えられていた花粉側の遺伝子の働きに多様性があることが初めて明らかになりました。もとは農家の収穫量の安定や、自家不和合性から自家和合性への品種改良といった実用目的の研究でしたが、自家不和合性に関する新しい研究の方向性を示すことになったのです。

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

京都大学農学部農学専攻園芸科学講座教授田尾龍太郎先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

農学、果樹園芸学、遺伝学

先生が目指すSDGs

メッセージ

農学研究は、人間の生存、生命、環境、食料に関わる実用的な研究です。社会と密接に関係していて、研究成果は社会に利益をもたらします。実用的な研究を行う中で、科学的な真理を見つけることも多くあります。その知見は、科学の歴史を変えたり、知のパラダイムを組み直したりすることもあります。
自分が何かの役に立っているという実感があり、かつ科学的な興味も追究できる農学研究は、非常に面白い分野だと思っています。この分野に興味があるなら、ぜひ一緒に研究しましょう。

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

京都大学に関心を持ったあなたは

京都大学は、創立以来築いてきた自由の学風を継承し、発展させつつ、多元的な課題の解決に挑戦し、地球社会の調和ある共存に貢献するため、自由と調和を基礎にして基本理念を定めています。研究面では、研究の自由と自主を基礎に、高い倫理性を備えた研究活動により、世界的に卓越した知の創造を行います。教育面では、多様かつ調和のとれた教育体系のもと、対話を根幹として自学自習を促し、教養が豊かで人間性が高く責任を重んじ、地球社会の調和ある共存に寄与する、優れた研究者と高度の専門能力をもつ人材を育成します。