Development of breeding materials for reducing aluminum content in tea leaves by genome-wide association analysis
| Project/Area Number |
20H02886
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
|
|---|
| Research Institution | Shizuoka University |
|---|
Principal Investigator |
一家 崇志 静岡大学, 農学部, 准教授 (90580647)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣野 祐平 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, グループ長補佐 (10391418)
森田 明雄 静岡大学, その他部局等, 理事 (20324337)
川木 純平 静岡県農林技術研究所, 静岡県農林技術研究所, 主任研究員 (60881539)
山下 寛人 静岡大学, 農学部, 助教 (70915488)
古川 一実 沼津工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (90353151)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
|
|---|
| Keywords | チャ / アルミニウム / ゲノミック予測 / 遺伝資源 / 細胞壁組成 / ゲノムワイド関連解析 / ddRAD-seq / GWAS |
|---|
| Outline of Research at the Start |
チャはアルミニウム (Al) 集積植物であるため，茶葉中には多くのAlを含むことが知られている．煎茶や玉露などの場合は煎じて飲用するためそれほどでもないが，抹茶などは直接茶葉を摂取するため，Alの過剰摂取が問題視されている．本研究では，Al含有量の低い茶の栽培法の確立や育種を達成するため，チャ遺伝資源を対象に根圏環境と茶葉中のAl含量との関連性を徹底的に調査し，統計遺伝学的手法により低Alに関連する原因因子を特定する．また，育成品種群の被覆栽培による茶葉中Al含量の変動を調査することで，被覆栽培に最適な品種を選定する．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
低アルミニウム (Al) 含有茶の栽培法と育種を達成するため，チャにおけるAlの生理的挙動の把握とAl輸送に関連する遺伝因子の探索を試みた．まず，約2500系統群からなるチャ遺伝資源を対象にゲノムワイド多型情報の整備と茶葉中のAl含量のバリエーション評価を進め，ゲノミック予測 (GP) とゲノムワイド関連解析 (GWAS) により，茶葉中のAl含量を制御するいくつかの遺伝要因を推定した．また，GPモデルを活用した育種価推定により，ゲノム情報のみで遺伝資源群から低Al含量の育種母本を探索できる仕組みを整備した．次に，Al輸送に関与すると予想される遺伝子群のうち，NrampおよびNIPファミリータンパク質に注目し，酵母異種発現系によるAl輸送に関する試験を実施し，Al輸送に関わるいくつかの候補遺伝子の選抜に成功した．一方，Al含量の系統間差異を説明する生理的要因の一つとして，細胞壁成分との関連を見出した．チャの根および葉において，Alの多くは細胞壁に集積しており，特にヘミセルロース画分に局在集積していることが示された．系統間におけるAl含量と細胞壁/ヘミセルロース含量の間には正の相関傾向が観察された．つまり，細胞壁におけるAlの結合能力が，チャ系統間におけるAl含量の律速因子である可能性が示唆された．
遺伝子機能解析ツールであるゲノム編集技術について，チャにおける試験系の確立に取り組んだ．まず，パーティクルガンでゲノム編集法ベクターを打ち込んだのちに選抜対象となる二次胚の誘導方法を確立するとともに，パーティクルガンで打ち込む対象である不定胚の増殖や二次胚誘導のためにはホルモン添加培養からホルモンフリーに移植して遅くとも10日までに要因となる因子が機能していることがわかり，効率的な不定胚増殖について知見を得た．
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(4 results)
Research Products
(40 results)
