作物の減数分裂時の組換え頻度に及ぼす要因の解析とその向上

• Project/Area Number: 20658001
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 西尾 剛 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (30301039)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2008: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 組換え価 / 交叉 / 減数分裂 / SNP分析 / ゲノム育種 / SNP分 / イネ

Research Abstract

アブラナとイネを用いて減数分裂時の組換え頻度に影響する内的・外的要因の解析を行った。シロイヌナズナでは主茎の花と側枝の花では花粉での組換え価に有意な差があるとされているが、アブラナで主茎の種子と側枝の種子を分析したところ、組換え価に差は見られなかった。減数分裂時の組換え頻度に及ぼす温度と塩基配列相同性の影響を明らかにするため、イネの種々の組合せの交雑によるF_1を3段階の温度で栽培し採種したが、昨年夏の高温の影響により十分な数の次代植物が得られなかった。昨年度見出したゲノム全体の組換え頻度に影響するQTLの効果を検証するため、戻し交雑を繰り返して染色体部分置換系統の作成を行った。本萌芽研究は22年度で終了するが、3年上目に結果が得られなかった研究については、引き続き研究を実施する。
減数分裂時の組換え頻度にクロマチン構造などのエピジェネティックな差の影響が知られていることから、DNAメチレーションに影響するDDM1遺伝子をアブラナから単離し、そのRNAiコンストラクトを導入した形質転換個体を作出した。形質転換体では、多くの反復配列でDNAメチル化の差が検出された。
多数個体のSNP分析を低コストで行えるdot-blot-SNP分析を、一度に多数のマーカーで実施できるようにするため、6種類のプライマー対を用いたマルチプレックスPCRと6種類のプローブを混合したハイブリダイゼーションによる分析を2次元で組み合わせることにより、一度に36マーカーの分析を行う技術を確立した。これにより、多数マーカーを用いたSNP分析を、極めて効率よく実施できるようになった。

Research Products

• [Journal Article] Analysis of target sequences of DDM1s in Brassica rapa by MSAP. (2011)
  • Author(s): Sasaki T, Fujimoto R, Nishio.T
  • Journal Title: Plant Cell Rep Volume: 30 Pages: 81-88
  • NAID: 120005657057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prediction of the optimum hybridization conditions of dot-blot-SNP analysis using estimated melting temperature of oligonu cleotide probes. (2010)
  • Author(s): Shiokai S, Kitashiba H, Nishio T
  • Journal Title: Plant Cell Rep Volume: 29 Pages: 829-834
  • NAID: 120006581079
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improvement of the dot-blot-SNP technique for efficient and cost-effective genotyping (2010)
  • Author(s): Shiokai S, Shirasawa K, Sato Y, Nishio T
  • Journal Title: Molecular Breeding 25 Pages: 179-186
  • NAID: 120006581078
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leaf-punch method to prepare a large number of PCR templates from plants for SNP analysis (2009)
  • Author(s): Shiokai S, Kitashiba H, Shirasawa K, Nagano K, Nishio T
  • Journal Title: Mol. Breeding 23 Pages: 329-336
  • Peer Reviewed
• [Presentation] イネ核型雄性不稔突然変異の原因遺伝子の推定 (2009)
  • Author(s): 汐海沙智子・堀泰子・北柴大泰・西村実・西尾剛
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 効率的・低コスト遺伝子型判定のためのdot-blot-SNP法の改良 (2009)
  • Author(s): 汐海沙知子・白澤健太・西尾剛
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] 大量サンプルのSNP分析のためのPCRテンプレートの簡易調整法 (2008)
  • Author(s): 汐海沙知子・北柴大泰・白澤健太・永野邦明・西尾剛
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 滋賀県立大学
  • Year and Date: 2008-10-11