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アブラナ科野菜における白さび病抵抗性遺伝子の同定と単離

Research Project

Project/Area Number 18J20027
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Horticultural science
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

宮路 直実  神戸大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords園芸学 / 植物病理学 / アブラナ科 / 白さび病 / 抵抗性遺伝子 / トランスクリプトーム
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、アブラナ科野菜であるコマツナやハクサイなどのBrassica rapa L.の白さび病抵抗性遺伝子を同定することを目的とした。本年度までに白さび病抵抗性品種Aの有する抵抗性遺伝子候補としてCC-NB-LRR型遺伝子を選抜していた。抵抗性品種と感受性品種における本遺伝子の発現をRT-PCRにより調べたところ、抵抗性品種でのみ発現が確認された。本遺伝子に作製したDNAマーカーを用いてQTL-seqに使用したF2集団の全個体の遺伝子型を調べたところ、白さび病抵抗性の表現型と遺伝子型は完全に一致した。そのため、本遺伝子を白さび病抵抗性遺伝子Brassica rapa white rust resistance 1(BraWRR1)とした。BraWRR1のDNAマーカーを用いて白さび病抵抗性を検定済みの市販品種84種類の遺伝子型を調べたところ、抵抗性品種26品種のうち3品種がBraWRR1の抵抗性アリルを有することを明らかにした。抵抗性品種にも関わらずBraWRR1の抵抗性アリルを持たない品種(品種Bなど)が複数見出されたことから、他の抵抗性遺伝子の存在が示唆された。次に抵抗性品種Bの有する抵抗性遺伝子を明らかにするため、品種Bと感受性品種を交配したF2集団を用いて接種試験とQTL-seqを実施した。その結果、BraWRR1座乗染色体とは異なる染色体において有意なQTLが検出された。本領域内から有力な抵抗性遺伝子候補を同定し、DNAマーカーを開発した。
また、先行研究においてB. rapaの萎黄病抵抗性とサリチル酸(SA)応答の関連性が示唆されたことから(Miyaji et al. 2017)、萎黄病抵抗性品種と感受性品種におけるSA処理時のトランスクリプトーム解析により、SA応答遺伝子を網羅的に同定し、抵抗性品種と感受性品種ではSA応答が異なることを明らかにした。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] The transcriptional response to salicylic acid plays a role in Fusarium yellows resistance in Brassica rapa L.2021

    • Author(s)
      Miyaji Naomi, Shimizu Motoki, Takasaki-Yasuda Takeshi, Dennis Elizabeth S., Fujimoto Ryo
    • Journal Title

      Plant Cell Reports

      Volume: 40 Issue: 4 Pages: 605-619

    • DOI

      10.1007/s00299-020-02658-1

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genome-wide analysis of long noncoding RNAs, 24-nt siRNAs, DNA methylation and H3K27me3 marks in Brassica rapa2021

    • Author(s)
      Mehraj H, Shea DJ, Takahashi S, Miyaji N, Akter A, Seki M, Dennis ES, Fujimoto R, Osabe K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 16 Issue: 3 Pages: e0242530-e0242530

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0242530

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genetics of clubroot and Fusarium wilt disease resistance in Brassica vegetables: The application of marker assisted breeding for disease resistance.2020

    • Author(s)
      Mehraj Hasan, Akter Ayasha, Miyaji Naomi, Miyazaki Junji, Shea Daniel J., Fujimoto Ryo, Doullah Md. Asad-ud
    • Journal Title

      Plants

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 726-726

    • DOI

      10.3390/plants9060726

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In Arabidopsis thaliana heterosis level varies among individuals in an F1 hybrids population.2020

    • Author(s)
      Hasan Mehraj, Takahiro Kawanabe, Motoki Shimizu, Naomi Miyaji, Ayasha Akter, Elizabeth S. Dennis, Ryo Fujimoto.
    • Journal Title

      Plant (Basel)

      Volume: 9 Issue: 4 Pages: 414-414

    • DOI

      10.3390/plants9040414

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Allele specific DNA marker for fusarium resistance gene FocBo1 in Brassica oleracea.2019

    • Author(s)
      Maho Sato, Motoki Shimizu, Daniel J. Shea, Mozammel Hoque, Takahiro Kawanabe, Naomi Miyaji, Ryo Fujimoto, Eigo Fukai, Keiichi Okazaki.
    • Journal Title

      Breeding Science

      Volume: 69 Issue: 2 Pages: 308-315

    • DOI

      10.1270/jsbbs.18156

    • NAID

      130007679200

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Brassica rapa L.における白さび病抵抗性機構について2021

    • Author(s)
      宮路直実、清水元樹、安田(高崎)剛志、中馬いづみ、藤本龍
    • Organizer
      令和 3 年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Brassica rapa L.における白さび病抵抗性遺伝子の同定2021

    • Author(s)
      宮路直実、清水元樹、鈴鴨千鶴子、勝又雅彦、安田(高崎)剛志、中馬いづみ、藤本龍
    • Organizer
      令和3年度日本育種学会春季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アブラナ科野菜における白さび病抵抗性DNAマーカーの開発2021

    • Author(s)
      宮路直実、清水元樹、鈴鴨千鶴子、勝又雅彦、安田(高崎)剛志、中馬いづみ、藤本龍
    • Organizer
      園芸学会令和3年度春季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アブラナ科野菜におけるサリチル酸応答遺伝子の同定2021

    • Author(s)
      宮路直実、安田剛志、藤本龍
    • Organizer
      園芸学会令和3年度春季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Brassica rapa L.における白さび病抵抗性遺伝子の遺伝様式の解明と抵抗性遺伝子候補の探索2020

    • Author(s)
      宮路直実、清水元樹、安田(高崎)剛志、中馬いづみ、藤本龍
    • Organizer
      日本育種学会第137回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Brassica rapa L.における白さび病抵抗性遺伝子の遺伝様式の解明と抵抗性遺伝子座乗領域の構造解析2020

    • Author(s)
      宮路直実、清水元樹、安田(高崎)剛志、中馬いづみ、藤本龍
    • Organizer
      令和2年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Transcriptome analysis before and after salicylic acid treatments in Brassica rapa L.2020

    • Author(s)
      Naomi Miyaji, Takeshi Takasaki-Yasuda, Ryo Fujimoto.
    • Organizer
      International Plant and Animal Genome XXVIII
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transcriptome analysis indicate mechanisms underlying the DDM1-mediated heterosis in Arabidopsis thaliana.2019

    • Author(s)
      Kodai Matsuo, Naomi Miyaji, Takeshi Takasaki-Yasuda, Ryo Fujimoto.
    • Organizer
      International Symposium; Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of the transcriptome in heterotic F1 hybrids in Arabidopsis thaliana.2019

    • Author(s)
      Terumi Murakami, Kodai Matsuo, Naomi Miyaji, Takeshi Takasaki-Yasuda, Ryo Fujimoto.
    • Organizer
      International Symposium; Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 萎黄病抵抗性・感受性ハクサイ系統における萎黄病菌感染時の免疫応答2019

    • Author(s)
      宮路直実, 清水元樹, 加治誠, 安田剛志, 岡崎桂一, 藤本龍
    • Organizer
      平成31年度日本植物病理学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Brassica rapa L.における萎黄病・根こぶ病抵抗性DNAマーカー選抜系の応用2018

    • Author(s)
      宮路直実, Hasan Mehraj, 清水元樹, 加治誠, 安田(高崎)剛志, 藤本龍
    • Organizer
      平成30年度園芸学会近畿支部大阪大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Transcriptome Difference by Fusarium inoculation between Fusarium yellows resistant and susceptible lines in Brassica rapa L.2018

    • Author(s)
      Naomi Miyaji, Motoki Shimizu, Takeshi Takasaki-Yasuda, Keiichi Okazaki, Ryo Fujimoto
    • Organizer
      INTERNATIONAL PLANT MOLECULAR BIOLOGY 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DDM1 has an important function on heterosis in Arabidopsis thaliana2018

    • Author(s)
      Naomi Miyaji, Etsuko Itabashi, Takeshi Takasaki-Yasuda, W. James Peacock, Elizabeth S. Dennis, Ryo Fujimoto
    • Organizer
      The 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Breeding for disease resistance in Brassica vegetables using DNA marker selection.2021

    • Author(s)
      Akter Mst Arjina, Mehraj Hasan, Itabashi Takeru, Shindo Tomoe, Osaka Masaaki, Akter Ayasha, Miyaji Naomi, Chiba Naoki, Miyazaki Junji, Fujimoto Ryo
    • Total Pages
      16
    • Publisher
      IntechOpen
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Book] Genomic designing of climate-smart vegetable crops2020

    • Author(s)
      Hanghao Lv, Naomi Miyaji, Kenji Osabe, Ayasha Akter, Hasan Mehraj, Daniel J. Shea, Ryo Fujimoto.
    • Total Pages
      383
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9783319974149
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Book] Chapter 8 Hybrid Vigor: Importance of Epigenetic Processes and Consequences for Breeding2018

    • Author(s)
      Naomi Miyaji, Ryo Fujimoto
    • Total Pages
      453
    • Publisher
      Advances in Botanical Research-Plant Epigenetics Coming of Age for Breeding Applications
    • ISBN
      9780128154038
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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