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Identification of epistatic and breaking genes responsible for interspecific hybrid incompatibility in pepper

Research Project

Project/Area Number 20H02981
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

Hosokawa Munetaka  近畿大学, 農学部, 教授 (40301246)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 白澤 健太  公益財団法人かずさDNA研究所, 先端研究開発部, 室長 (60527026)
安井 康夫  京都大学, 農学研究科, 助教 (70293917)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywordsエピスタシス / 種間雑種 / 座止 / トウガラシ / 交雑不和合性 / 自己免疫 / 生殖隔離 / Capsicum / 種間交雑 / Capsicum annuum / Capsicum chinense / タカノツメ / Bionano / 連鎖地図 / リファレンス / 交雑不和合性遺伝子 / 細胞質 / 雑種不破合性 / 打破遺伝子
Outline of Research at the Start

1. C. annuumの細胞質を持つ場合には、BDMモデルに従い第7および第10染色体に座乗する2遺伝子座の遺伝子型で交雑和合性が決まる。
2. C. chinenseの細胞質を持つ場合には、核の遺伝子型によらず座止(縮葉形質)となる。
3. C. annuum‘カリフォルニア・ワンダー’の遺伝子は核型や細胞質型によらず座止を抑制する。
Capsicum属の交雑和合性・不和合性を明らかにするために、以上の3点に関わる遺伝子を特定する必要がある。

Outline of Final Research Achievements

There are five cultivated species of Capsicum (Capsicum annuum). In this study, we searched for the genes responsible for inactivation in interspecific hybrids. QTL-seq on the cross segregants revealed that crosstalk is an epistatic phenomenon expressed by two dominant genes. These two genes were designated as A(a) gene and B(b) gene, respectively, and were found to be located on chromosomes 7 and 10, respectively. The candidate region of the B(b) gene was narrowed down to about 266 Kbp, and among the genes present in the candidate region, a specific gene related to autoimmunity was considered as a candidate gene for the B(b) gene.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トウガラシの種間交雑は長年、研究されてきたがその原因は不明のままであった。現象から自己免疫反応が関わっていることは予想されていたが、どのようなエピスタシス経路があるのかは興味の対象となっている。我々は独自の交雑分離集団を用いて、ほぼ一つの遺伝子座を特定することができた。この研究は、植物の生殖隔離の進化などの学術的な研究に発展しうる。園芸学的には、Capicumの種間雑種によるHybrid vigorの獲得や、香りや光合成の性質を改変した新たな品種育成などの応用研究につながると考えている。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Chromosome-scale genome assembly of a Japanese chili pepper landrace, <i>Capsicum annuum</i> ‘Takanotsume’2022

    • Author(s)
      Shirasawa Kenta、Hosokawa Munetaka、Yasui Yasuo、Toyoda Atsushi、Isobe Sachiko
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: 30 Issue: 1

    • DOI

      10.1093/dnares/dsac052

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] トウガラシのRNA分解活性を制御するRNase MC-like遺伝子の同定2024

    • Author(s)
      山崎 彬・白澤健太・山田寛子・細川宗孝
    • Organizer
      園芸学会
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  • [Presentation] Capsicum 種間交雑で生育異常を引き起こす C. annuum 側の候補遺伝子の特定2024

    • Author(s)
      岸麻理奈・白澤健太・倉田大地・山崎彬・細川宗孝
    • Organizer
      園芸学会
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  • [Presentation] トウガラシの高温下での花粉発芽率に関連する第3染色体と第6染色体上の2遺伝子座の相互作用2021

    • Author(s)
      山崎彬・細川宗孝・白澤健太・中野龍平・中﨑鉄也
    • Organizer
      園芸学会近
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    • Author(s)
      村上賢治・田渕翔大・栃折真澄・細川宗孝
    • Organizer
      園芸学会
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  • [Remarks] 日本を代表するトウガラシ「鷹の爪」の全ゲノムを解読~多様なトウガラシを生み出すための基盤に~

    • URL

      https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2023/01/037703.html

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      https://www.kazusa.or.jp/news/pr20230111/

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    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-01-12-2

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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