非開花性を記憶したキャベツにおける原因遺伝子の特定および遺伝子初期化技術の開発
| Project/Area Number |
20J23812
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 39030:Horticultural science-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木下 有羽 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | キャベツ / 花成 / QTL-seq / プロトプラスト再生 / エピゲノム |
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| Outline of Research at the Start |
キャベツ ‘不抽苔’ は商業品種の中から発見された非開花性の変異体である．‘不抽苔’は通常キャベツが開花する条件下でほとんど開花しない．しかしながら，‘不抽苔’の葉からプロトプラストを単離して植物体を再生させると一部の再生個体が開花能力を取り戻すことが見出されている．また，プロトプラスト再生個体の開花にはエピゲノムが関与していることが示唆されている．本研究では‘不抽苔’がなぜ開花しないのか，またプロトプラスト再生を経るとなぜ開花するのかを遺伝子レベルで明らかにすることを目指す．さらに，開花/非開花に関与するエピゲノムが変化する条件を明らかにし，エピゲノムを初期化する技術の開発を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
3種類のF2集団におけるQTL-seq解析により非開花性に関与する有意なQTLを検出し、QTL解析によりQTL領域をリファレンスゲノムの第9染色体50.2Mbから51.5Mbの約1.3Mbに対応する領域に狭めた。この領域には241遺伝子が座乗しており、シロイヌナズナの開花時期関連遺伝子のホモログが4つ存在した。野生型T15と不抽苔においてRNA-seq解析を行ったところ、これら4遺伝子のうち2遺伝子が葉および茎頂の両方で有意に発現変動（不抽苔で高発現）していたことから、これら 2遺伝子を非開花性の原因候補遺伝子として特定した。2遺伝子はともに春化経路を統御する花成抑制遺伝子として知られるFLOWERING LOCUS C (FLC)のホモログであるBoFLC1であり、タンデムに並んでいた。経時的な発現解析の結果、通常の開花性をもつキャベツでは2つのBoFLC1発現量が冬季に徐々に低下した一方で、 不抽苔では恒常的に高発現していることが明らかになった。
3年間にわたる栽培調査の中で、不抽苔自体も偶発的に開花すること、T15も長期間栄養繁殖を続けると非開花性になるうることを見出した。このことから不抽苔の開花特性がエピアレル（DNA配列の変化を伴わないエピジェネティックな制御を受けるアレルで、準安定的な遺伝性と可逆性をもつ）に制御されている可能性を考えられた。そこで、低温に応答して開花した不抽苔と不抽苔プロトプラスト再生個体（開花能力が復帰）の自殖後代、および接ぎ木で開花させた不抽苔穂木の自殖後代（非開花性を維持）を得て、開花特性の遺伝様式・挙動がエピアレルの特性と合致するかを調査した。その結果仮説が支持され、さらに2つのBoFLC1発現量と開花特性の間に有意な相関があったことから、これら2遺伝子が‘不抽苔’の開花/非開花を制御するエピアレルであることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
