Studies on gene mining and pyramiding of wild tetraploid wheat for super heat tolerant bread wheat breeding
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21H02166
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
辻本 壽 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 教授 (50183075)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 裕司 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (00794281)
宇部 尚樹 富山県立大学, 工学部, 助教 (00879405)
Yasir・SA Mohammed・Gorafi 鳥取大学, 国際乾燥地研究教育機構, 特命准教授 (40813324)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | Triticum durum / マカロニコムギ / パンコムギ / 5倍性雑種 / 遺伝資源拡大 / MDL集団 / MSD集団 / 高温耐性 / 野生種 / ５倍性雑種 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者らはこれまでに、タルホコムギのDゲノムの多様性を利用して、高温耐性パンコムギ系統を開発した。本研究では、①野生4倍性コムギの多様性をマカロニコムギに導入した系統群を用いて研究を行う。具体的には、この系統群をスーダンで評価して高温耐性系統を選抜する、②耐性を示すマカロニコムギ系統の生理・生化学的調査により高温耐性機構を解明する、③既存の高温耐性パンコムギと、本研究での高温耐性マカロニコムギの交配して5倍性雑種を作り、その高温耐性を人工気象機で評価する。この研究によりA、BおよびDゲノムに高温耐性遺伝子を集積して、高度な高温耐性パンコムギ系統開発の可能性が明らかになる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、マカロニコムギ(Triticum durum)の実用品種「Miki 3」に、9系統の野生エンマコムギ(T. dicoccoides)を交配し、それらのF1雑種に「Miki 3」を戻し交配してBC1F1種子を得た。次に異なる野生エンマコムギに由来するBC1F2系統10個体からの種子10粒ずつを混合して900個体からなる集団を作り、それをバルクとして自殖を繰り返し世代を進めMDL集団を開発した。
本研究では、このMDL集団をスーダン農業研究機構の複数の環境で栽培し、その農業特性を調査した。これら異なる条件下での成績の比較によって、ストレス耐性と生産性を切り離して解析した。この調査によって明らかに高温耐性を示すマカロニコムギ系統を選抜した。また、MDL集団からランダムに約200の純系を選び、DArTseqでジェノタイピングした。ジェノタイピングとフェノタイピングデータを合わせ、高温耐性を含む農業形質のゲノムワイド関連解析（GWAS)を行いQTLsを同定した。その結果を論文として公開した（Balla et al. 2022, Frontiers in Plant Science).
さらに、高温耐性を示すマカロニコムギMDL4系統（および対照の「Miki 3」）、既報で高温耐性を示すパンコムギMSDの4系統（および対照の「農林61号」）の総当たり交配による25組合せの5倍性雑種を作成し、全系統を日本（鳥取）およびスーダン（ワドメダニ）にて栽培し、年度内に収穫できたスーダンでは農業形質を調査した。一方、日本では生育中であるため、出穂時及び収穫後に形態の調査を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MDL系統は順調に開発できジェノタイピングを行うことができた。2021/22年作期のスーダンでのフェノタイピングについてはコロナ禍のため渡航できなかった。そのため、現地に調査を委託した。2022/23年作期は、播種は委託により行ったが、感染症蔓延が落ち着いたので出穂期に渡航し形質を観察した。5倍雑種の中には対照系統より、明らかに生育の良い系統が存在したが、雑種矮性を示し出穂していない組合せも見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
5倍雑種は当代限りで手指増殖できないため、更なる研究のため、交配により同じ組合せの5倍雑種を作る。日本とスーダンでこれらの系統を栽培し、論文化に必要な2作期目の研究を行う。同時に高温耐性の集積効果を見るために、雑種の生理生化学的な分析を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
