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実験圃場・野々村研究室

植物の生殖細胞発生過程の分子細胞遺伝学
准教授     野々村 賢一   knonomur 
助  教     宮崎 さおり     samiyaza 
研究室URL :  http://www.nig.ac.jp/labs/ExpFarm/jweb/jtop/jlab.html
 被子植物では、花の各器官の形成に引き続き、雄蕊および雌蕊の原基内部に生殖始原細胞が分化します。生殖始原細胞は数回の体細胞分裂を経て、減数分裂細胞とそれらを包む保育細胞を形成します。減数分裂は、両親の遺伝子が組換えによりシャッフルされ、新しい遺伝子組み合わせをもつ染色体が創出される、正に遺伝の根幹を為す現象です。
 植物がどのようにして生殖細胞を分化・維持し、そして減数分裂をおこなうのかについては未だによくわかっていません。当研究室では、主に単子葉モデル穀類であるイネの突然変異体を用いて、生殖細胞の発生初期過程あるいは減数分裂に関わる遺伝子・蛋白質の分子機能を解析しています。
 また、ナショナルバイオリソースプロジェクト(NBRP)に参加し、植物遺伝研究室と共同で、世界各地の野生イネおよび在来栽培品種の保存・分譲を行っています。

イネの生殖細胞発生過程の分子細胞遺伝学的解析。(A) イネの始原生殖細胞の分化から減数分裂に至る過程の模式図。上段は1つの葯室の横断面、下段は胚珠原基の縦断面。赤が始原生殖細胞、オレンジが減数分裂細胞を表す。当研究室が同定したイネ生殖関連遺伝子名を最下段に示す。(B-E) イネmel2突然変異体の解析。(B, C) 減数分裂前生殖細胞で特異的に発現するMEL1遺伝子の発現(青色)。正常型 (B) では減数分裂期にMEL1発現が低下するが、mel2変異体 (C) では低下しない。(D, E) 減数分裂第一前期の花粉母細胞の抗体染色。正常型 (D) では相同染色体の対合に必須の蛋白質PAIR2(紫)とZIP1(緑)が核に蓄積し、特にZIP1が相同染色体間の結合を強固にするが、mel2変異体 (E) のほとんどの細胞でZIP1の染色体へのローディングが異常になる。染色体はDAP(I 青)で対比染色した。

Nonomura, K. I., Eiguchi, M., Nakano, M., Takashima, K., Komeda, N., Fukuchi, S., Miyazaki, S., Miyao, A., Hirochika, H., and Kurata N. (2011). A novel RNA-recognition-motifprotein is required for premeiotic G1/S-phase transition in rice (Oryza sativa L.). PLoS Genet. 7, e1001265 (PMID:21253568).

Yamaki, S., Nagato ,Y., Kurata, N., and Nonomura, K. I. (2011). Ovule is a lateral organ finally differentiated from the terminating floral meristem in rice. Dev. Biol., 351, 208-216.

Yamaki, S., Miyabayashi, T., Eiguchi, M., Kitano, H., Nonomura, K. I., and Kurata, N. (2010). Diversity of panicle branching patterns in wild relatives of rice. Breed. Sci. 60, 586-596.

Nonomura, K. I., Morishima, H., Miyabayashi, T., Yamaki, S., Eiguchi, M., Kubo, T., and Kurata, N. (2010). The wild Oryza collection in National BioResource Project (NBRP) of Japan: History, biodiversity and utility. Breed. Sci. 60, 502-508.

Miyazaki, S., Murata, T., Sakurai-Ozato, N., Kubo, M., Demura, T., Fukuda, H., and Hasebe, M. (2009). ANXUR1 and 2, sister genes to FERONIA/ SIRENE, are male factors for coordinated fertilization. Curr. Biol. 19, 1327-1331.

Nonomura, K. I., and Yamaki, S. (2008). Genetic dissection of sexual reproduction in rice (Oryza sativa L.). In "Rice Biology in the Genomics Era (Hirano, H.Y et al. eds.)", Biotech. Agr. Forestry 62, 191-204.
 
Nonomura, K. I., Morohoshi, A., Nakano, M., Eiguchi M., Miyao A., Hirochika, H., and Kurata, N. (2007). A germ cell-specific gene of ARGONAUTE family is essential for the progression of premeiotic mitosis and meiosis during sporogenesis in rice. Plant Cell 19, 2583-2594.

Nonomura, K. I., Nakano, M., Eiguchi, M., Suzuki, T., and Kurata, N. (2006). PAIR2 is essential for homologous chromosome synapsis in rice meiosis I. J. Cell Sci. 119, 217-225.

准教授
野々村 賢一
knonomur 
助 教
宮崎 さおり
 samiyaza