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アブラナ科植物における病害抵抗性遺伝子の同定と進化遺伝学的研究

Research Project

Project/Area Number 12J05450
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Breeding science
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

清水 元樹  新潟大学, 大学院自然科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsアブラナ科植物 / 萎黄病抵抗性遺伝子 / Brassica rapa / RNA-Seq法 / NBS-LRR型遺伝子 / B. oleracea / Marker Assisted Selection / Brassica oleracea / 抵抗性遺伝子 / 萎黄病 / 根こぶ病 / ファインマップ / NBS-LRR
Research Abstract

本研究では, アブラナ科植物における抵抗性遺伝子の単離と, 抵抗性遺伝子の進化遺伝学的解析を目的に実験を行っている。萎黄病抵抗性遺伝子については, Brassica rapaの抵抗性と感受性を示す系統に対して, RNA-Seq法によって系統間で発現量が異なるNBS-LRR型遺伝子を探索した。その中で, 抵抗性系統にのみ存在するBra012688、Bra012689遺伝子から, 遺伝子マーカー(感受性系統では増幅されない)を作成し, 抵抗性・感受性系統の後代F_2分離集団に供試したところ, 各個体の遺伝子型と罹病度の間に強い関連性が示された。また, 感受性系統では, 両遺伝子の欠失により罹病化したと考えられた。これらの結果は, Bra012688, Bra012689が, B. rapaの有力な萎黄病抵抗性遺伝子であることを示唆している。なお, 2遺伝子は同じ転写方向でタンデムに位置するが, アミノ酸配列の相同性が低く最近の重複ではないと考えられた。B. oleraceaの抵抗性遺伝子については, 24年度に, キャベツ(B. oleracea)において, 抵抗性・感受性系統の後代F_2分離集団における組み換え個体を用いた接種試験により, 2つの有力なNBS-LRR型の萎黄病抵抗性候補遺伝子(FocBol-A, -B)を見出した。転写解析によって, 抵抗性系統でFocBol-Bは転写されるがORFが得られない, 一方でFocBol-AではORFが確保できた。また, 感受性系統では一塩基の挿入によりフレームシフトが起きており, FocBo1-Aの機能が喪失したと考えられた。更に, 抵抗性のFocBol-A特異的増幅マーカーによって多数のキャベツ, ブロッコリーF_1品種を用いたMAS (Marker Assisted Selection)を行ったところ, 抵抗性品種と感受性品種を完全に判別することができた。この結果は, FocBo1-Aが真の萎黄病抵抗性遺伝子であることを更に裏付け, 確実なMASの基盤を提供するものと考えられた。また, B. oleraceaのFocBol-Aは, B. rapaのBra012688のオルソログであった。全く異なる手法で同定された遺伝子が互いにオルソログであることは, これら2遺伝子が真の抵抗性遺伝子であることを強く示唆している。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Identification of candidate genes for fusarium yellows resistance in Chinese cabbage by differential expression analysis.2014

    • Author(s)
      Shimizu M, Fujimoto R, Ying H, Pu ZJ, Ebe Y, Kawanabe T, Saeki N, Taylor JM, Kaji M, Dennis ES, Okazaki K
    • Journal Title

      Plant Molecular Biology

      Volume: (印刷中) Issue: 3 Pages: 889-900

    • DOI

      10.1007/s11103-014-0182-0

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accumulation of quantitative trait loci conferring broad- spectrum clubroot resistance in Brassica oleracea2013

    • Author(s)
      H. TOMITA, M. SHIMIZU, MA U. DOULLAH, R. FUJIMOTO, K. OKAZAKI
    • Journal Title

      Mol Breeding

      Volume: 32 Issue: 4 Pages: 889-900

    • DOI

      10.1007/s11032-013-9918-9

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Screening of DNA markers suitable for purity test of inbred lines in Brassica oleracea2013

    • Author(s)
      Hiroya Tomita, Motoki Shimizu and Chiori Kume(These authors equally contributed to this work)
    • Journal Title

      Bull. Facul. Agric. Niigata Univ.

      Volume: 65(2) Pages: 137-147

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Genetic mapping of a fusarium wilt resistance gene in Brassica oleracea2012

    • Author(s)
      Zi-jing Pu and Motoki Shimizu (These two authors contributed equally to this work)
    • Journal Title

      Mol Breeding

      Volume: 30 Pages: 809-818

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Differential expression解析を用いたハクサイ萎黄病抵抗生遺伝子の同定2014

    • Author(s)
      清水元樹, 江部裕介, 川辺隆大, 佐伯なつみ, 加治誠, 岡崎桂一, 藤本龍
    • Organizer
      園芸学会秋季大会
    • Place of Presentation
      筑波大学(つくば市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Brassica oleracea 品種における萎黄病抵抗性遺伝子FocBo1連鎖DNA マーカーと抵抗性との関連性2013

    • Author(s)
      清水元樹, 川辺隆大, Pu Zi-jing, 藤本龍, 岡崎桂一
    • Organizer
      育種学会秋季大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Collinearity among a short segment having the major recognition gene complex of Arabidopsis thaliana chromosome 4 and triplicated regions within the Brassica oleracea and B. rapa2012

    • Author(s)
      清水元樹
    • Organizer
      International symposium on Comparative Genomics and Breeding of Brassicaceae crops
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2012-10-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] RNA-sequence法を用いたハクサイ品種間(S11×R09)特異的なNBS-LRRモチーフ遺伝子の探索2012

    • Author(s)
      清水元樹
    • Organizer
      第122回育種学会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of NBS-LRR motif genes between S11 and R09 by RNA sequencing in Brassica rapa2012

    • Author(s)
      清水元樹
    • Organizer
      10th International Congress on Plant Molecular Biology
    • Place of Presentation
      韓国
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of Brassica rapa homologue of fusarium wilt resistance gene, Foc-Bo1 by genome synteny analysis between B. oleracea and B.rapa2012

    • Author(s)
      清水元樹
    • Organizer
      6^<th> International symposium on Brassica and 18^<th> Crucifer Genetics Workshop
    • Place of Presentation
      イタリア
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 萎黄病菌抵抗性を有するポリヌクレオチド、及びその利用、並びにアブラナ科植物の萎黄病菌に対する抵抗性の判定方法2013

    • Inventor(s)
      岡崎桂一, 清水元樹, 藤本龍, 川邊隆大, 蒲子婧, 加治誠, 長岡朝彦
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人・新潟大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2013-10-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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