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Elucidation of genome-to-genome cross-talk mechanism in the flowering-time gene pathway of hexaploid wheat and its breeding use

Research Project

Project/Area Number 18H02180
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
Research InstitutionFukui Prefectural University

Principal Investigator

MURAI KOJI  福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (70261097)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywords倍数性 / 花成 / ゲノム間クルストーク / 日長反応性経路 / エピジェネティック / ゲノム間クロストーク / 転写因子
Outline of Final Research Achievements

Bread wheat (Triticum aestivum) is an allohexaploid species with A, B and D genomes. I made two synthetic hexaploid wheat lines (AABBDD) by crossing of T. turgidum ssp. durum cv. Langdon (AABB) with early-flowering Aegilops tauschii accession AT80 (DD) or late-flowering accession PI508262 (DD). In the synthetic hexaploid wheat line Syn6239 derived from AT80, a florigen gene, WFT, and its upstream CO-like genes were up-regulated in A and B genome as well as D genome. These results indicated that the expression of WFT and two CO-like genes located on A and B genome were affected by the effect of D genome; that is, the genome-to-genome crosstalk of flowering-time genes. In this study, I revealed the possibility that genome-to-genome crosstalk is involved in epigenetic regulation. Furthermore, I used the early-flowering synthetic hexaploidy wheat lines to develop early-heading “Yukichikara” lines, which are suitable for Hokuriku region.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、倍数性コムギにおける花成遺伝子群の「ゲノム間クロストーク作用」がエピジェネティック発現制御機構により起こることが示唆された。これまでの育種はジェネティックな遺伝改変にのみ注目してきたが、倍数性作物では、エピゲノムにも注目する育種法が未来型育種法として、可能であることを意味する。エピゲノム育種によって出穂性を微妙にコントロールすることが可能となり、出穂性のファインチューニング育種が実現するだろう。また、本研究により、早生型合成コムギそのものが、コムギ育種に有用であることが実践できた。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Introgression of chromosomal segments conferring early heading date from wheat diploid progenitor, Aegilops tauschii Coss., into Japanese elite wheat cultivars2020

    • Author(s)
      Takumi Shigeo、Mitta Seito、Komura Shoya、Ikeda Tatsuya M.、Matsunaka Hitoshi、Sato Kazuhiro、Yoshida Kentaro、Murai Koji
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 1-19

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0228397

    • NAID

      120006863556

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 異なる D ゲノムをもつ合成パンコムギ系統における A ゲノ ムおよび B ゲノムの Wheat CONSTANS 1 (WCO1) のエピジェネティック制御2020

    • Author(s)
      速水小夜、水野信之、宅見薫雄、村井耕二
    • Organizer
      第15回ムギ類研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なるDゲノムを持つ合成パンコムギにおけるAおよびBゲノムの花成関連遺伝子の発現パターン変化2019

    • Author(s)
      村井耕二, 水内友美子, 大山貴裕, 山影裕也, 藤原佑紀, 宅見薫雄
    • Organizer
      日本育種学会第135回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 早生型合成コムギへのパンコムギ品種戻し交配後選抜系統のグラフィカルジェノタイピング2019

    • Author(s)
      古村翔也, 吉田健太郎, 三田聖人, 池田達哉, 佐藤和広, 村井耕二, 宅見薫雄
    • Organizer
      日本育種学会第136回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 早生型および晩生型タルホコムギにおけるCONCTANS-like花成関連遺伝子の構造変異と発現変異2019

    • Author(s)
      速水小夜, 大山貴裕, 水野信之, 村井耕二
    • Organizer
      日本遺伝学会第91回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] パンコムギの日長反応性遺伝子経路におけるゲノム間相互作用機構の解明2019

    • Author(s)
      速水小夜, 大山貴裕, 水野信之, 宅見薫雄, 村井耕二
    • Organizer
      第14回ムギ類研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 早生型合成パンコムギを用いて育成したパンコムギ早生系統の特性2019

    • Author(s)
      三田聖人, 宅見薫雄, 村井耕二
    • Organizer
      第14回ムギ類研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Genome-to-genome crosstalk of flowering-time genes in hexaploid wheat2019

    • Author(s)
      Koji Murai
    • Organizer
      International Conference on Plant Science Research (Plant-2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 異なるDゲノムを持つ合成パンコムギにおけるAおよびBゲノムの花成関連遺伝子の発現パターン変化2019

    • Author(s)
      村井耕二、水内友美子、大山貴裕、山影裕也、藤原佑紀、宅見薫雄
    • Organizer
      日本育種学会第135回講演会 2019年春季千葉大学
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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