| Project/Area Number |
19K22306
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
Inukai Yoshiaki 名古屋大学, 農学国際教育研究センター, 教授 (20377790)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | イネ / 標的シス配列 / 遺伝子発現制御 / プロモーター領域 / 遺伝子発現 / シス配列 |
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| Outline of Research at the Start |
多くの遺伝子が複数の器官で共通に発現するため、遺伝子領域中のDNA変異の利用では対象とする器官のみに特化した品種改良が困難である。本研究では、狙った器官の発現パターンのみの改変を可能にする新たなシス配列探索法の開発・検証を試みる。まず、既にゲノムワイドにDNA型が決定されているイネの組換え型自殖系統群を用い、RNA-Seq解析等を通して各遺伝子座の発現量に影響を及ぼすゲノム領域（eQTL）の検出を試みる。これにより、自分自身の遺伝子座の発現量を制御するeQTLを見出し、次に異なる器官間における本遺伝子の発現性を親品種間で精査すること等を通して、器官間での発現制御に関わるシス配列の同定を試みる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Comprehensive expression level analysis was performed on leaves and roots of Japonica and Indica cultivars, and genes that were not expressed in leaves but showed significant differences in roots between the two cultivars were selected. Next, as a result of detecting the chromosomal regions that control the expression levels of these genes by eQTL analysis, the eQTL (eq.4) detected on chromosome 4 was found to be caused by sequence differences between the two cultivars in the promoter region of the eq.4 flanking gene and three types of cis-sequences that exist only in Japanese cultivars were found. If the identification of cis-sequences that enable organ-specific control of expression level progresses in this way, it will be possible to overcome the pleiotropic expression of mutated genes, which has been a problem so far.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでにイネ根系の発育が優れる系統や品種が、乾燥ストレスなどの不良環境下においても、良好な成長を示すことが報告されている。そのため、根系が発達する突然変異体を対象として、変異遺伝子の同定が進められてきた。しかし、これらの変異遺伝子が実際の育種の現場において実用化された例は決して多くない。この主要な理由として、多くの遺伝子が複数の器官で共通に発現することが挙げられる。本研究にて試みた器官特異的な発現量制御を可能にするシス配列の同定が進めば、一つの変異遺伝子の多面発現性を克服することができ、これら有用遺伝子を実際の育種現場において利用できるものと期待される。
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