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Searching CMS causative gene and identifying fertility restorer gene in citrus

Research Project

Project/Area Number 21K05570
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

後藤 新悟  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, 上級研究員 (60433215)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords細胞質雄性不稔 / ファインマッピング / 稔性回復遺伝子 / 細胞質雄性不稔性 / PPR / カンキツ / CMS / Rf / ミトコンドリア / DNAマーカー選抜 / 雄性不稔性 / ゲノム
Outline of Research at the Start

カンキツにおいて種なし性は食べやすさを決める重要な形質であり、その主な要因のひとつが雄性不稔性(花粉を作れなくなる性質)である。本研究課題代表者は、カンキツにおいては、ミトコンドリアに雄性不稔性の原因となる遺伝子が存在し、核側に存在している稔性回復遺伝子を持つか、持たないかによって雄性不稔性が決まることを明らかにしてきた。さらに、稔性回復遺伝子が存在している大まかな場所を見つけ、有力な候補遺伝子を見つけることができた。そこで、本研究課題ではこの有力候補遺伝子が本当に稔性回復遺伝子かどうかを検証していく。また、ミトコンドリアに存在している雄性不稔性原因遺伝子についても探索をおこなう。

Outline of Annual Research Achievements

「ファインマッピングによる稔性回復遺伝子の同定」について、最終的に19の交配集団からなる983実生のジェノタイピングを終了し、MS-P1領域を挟むSSR00220-4とSSR00432-1間で組換えを起こしていた実生を17系統選抜することができた。また、これら系統すべての葯のサンプリングを完了させており、順次、雄性不稔性の評価を進めている。
前年度までに、HT1ハプロタイプ(non-functional restorerof-fertility)ホモに持つKO14とHT6ハプロタイプ(functional restorerof-fertility)ホモに持つ口之津51号とのロングシークエンシングデータの比較解析において、2つの候補遺伝子周辺に欠損が確認されていた。さらに、データ解析を進めたところ、2つの候補遺伝子のORFにおいても欠損が確認された。これら候補遺伝子がどちらか片方、もしくは両方が稔性回復遺伝子であることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

MS-P1領域を挟む2つのマーカー間で組換えを起こしていた実生を17系統選抜することができ、これらの雄性不稔性評価も進んでいる。また、HT1ハプロタイプにおいて2つの候補遺伝子のORFに欠損が生じていることも明らかになっていることから、稔性回復遺伝子の同定に向けて確実に進展している。

Strategy for Future Research Activity

MS-P1領域内にマーカーをデザインし、選抜された17系統のジェノタイピングを進める。また、それらの雄性不稔性評価も合わせて行い、ファインマッピングを進めていく。
ロングリードシークエンスデータを用いて2つの候補遺伝子のORFに欠損があることが示唆されたが、この欠損はPCRとシークエンスを用いて、確認していく。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Allelic haplotype combinations at the MS-P1 region, including P-class pentatricopeptide repeat family genes, influence wide phenotypic variation in pollen grain number through a cytoplasmic male sterility model in citrus2023

    • Author(s)
      Shingo Goto, Hiroshi Fujii , Hiroko Hamada, Satoshi Ohta, Tomoko Endo, Tokurou Shimizu, Keisuke Nonaka, Takehiko Shimada
    • Journal Title

      Frontier in Plant Science

      Volume: 印刷中

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1163358

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Diplotype at the MS-P1 Region Determines Male Sterility in Breeding Germplasms Harboring Kishu-Cytoplasm through a Cytoplasmic Male Sterility Model in Citrus2024

    • Author(s)
      Shingo Goto, Hiroshi Fujii, Hiroko Hamada, Satoshi Ohta, Tomoko Endo, Tokurou Shimizu, Keisuke Nonaka, Takehiko Shimada
    • Organizer
      Plant & Animal Genome Conference 31
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カンキツ細胞質雄性不稔における 稔性回復遺伝子候補の同定と それら遺伝子が位置する領域の ハプロタイプごとの機能推定2023

    • Author(s)
      後藤新悟、藤井浩、濵田宏子、太田智、遠藤朋子、清水徳朗、野中圭介、島田武彦
    • Organizer
      日本育種学会第143回講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 機械学習によるカンキツ雄性不稔性評価と実用性2022

    • Author(s)
      小宮凛悟, 後藤新悟
    • Organizer
      園芸学会令和4年度春季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カンキツ属植物の雄性不稔性を識別する方法及びプライマーセット2021

    • Inventor(s)
      後藤新悟
    • Industrial Property Rights Holder
      後藤新悟
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Acquisition Date
      2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カンキツ属植物の雄性不稔性を識別する方法及びプライマーセット2021

    • Inventor(s)
      後藤新悟
    • Industrial Property Rights Holder
      後藤新悟
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-012248
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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