「聖護院ダイコン」の根こぶ病抵抗性機構に関わる遺伝子の同定と分子育種への展開

Research Project

Project/Area Number	22K05582
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
Research Institution	Utsunomiya University
Principal Investigator	房相佑宇都宮大学, 農学部, 教授 (50302443)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	RsCR1 / 根こぶ抵抗性 / 種・属間交雑 / 分子育種 / 根こぶ病抵抗性遺伝子 / アブラナ科作物
Outline of Research at the Start	根こぶ病は，抵抗性品種の作出や栽培方法の改善などの対応策にもかかわらず，世界中でアブラナ科作物に甚大な被害を及ぼしている．申請者は，これまでに遺伝子組換えに頼らない育種によって聖護院ダイコン染色体断片が挿入した顕著な根こぶ病抵抗性を備えたハクサイを作出した．本申請では，この材料を活用したトランスクリプトーム解析などから根こぶ病抵抗性原因遺伝子を同定するとともに，多数のダイコン品種を用いて原因遺伝子近傍領域のゲノム配列を比較することで，ダイコンが根こぶ病抵抗性を獲得した分子進化を明らかにする．本研究によって，さまざまなアブラナ科作物を対象とした根こぶ病抵抗性付与の分子育種を可能にする．
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、キャベツ類（B. oleracea, CCゲノム）と‘聖護院ダイコン’由来の根こぶ病抵抗性をもつ B. napus系統(CR-B. napus, AACCゲノム)との交雑組合せにおいて胚救済による雑種 F1植物の作出を試みとともに、培養経由の育成個体における根こぶ病抵抗性検定方法を検討した。その結果、25の組合せ1,024個の子房から72個体の雑種 F1植物を作出した。二倍体および四倍体 B. oleracea を花粉親に用いた組合せにおける後代の作出率は、二倍体で約4.6％を、四倍体では約3.6％を示した。培養経由後代に対して「病液10ml・2回接種40日検定」および「病土・病液10ml接種40日検定」を行った結果で、13個体がDI=2-1のやや抵抗性を、22個体がDI=2-2のほぼ罹病性を、16個体がDI=3の完全罹病性を示した。さらに、培土移植30日後には、2個体がDI=2-1、14個体がDI=2-2、40個体がDI=3と判断された。「病液10ml・2回接種70日検定」を行った結果では、6個体がDI＝2-2、10個体がDI=3を示し、順化40日後で観察した時よりもDI＝3の割合が増加した。また、二基三倍体および二基四倍体の雑種 F1植物について根こぶ病抵抗性を比較したところ、二基三倍体では31個体中2個体がDI=2-1、9個体がDI=2-2、その他の個体はDI=3を示し、二基四倍体では28個体中8個体がDI=2-2、他の個体はDI=3を示した。一方、上記３通りの新規接種法において比較系統であるキャベツ類は全てDI=3を示した。今後、やや抵抗性を示した雑種後代を用いキャベツ類の抵抗性系統を作出する際には、RsCR1とAゲノムやCゲノムのもつ既存の抵抗性遺伝子との最適な組合わせをデザインすることが求められる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 培養経由の育成個体での抵抗性検定において‘CR-B. napus’ほど高い抵抗性を示す個体は得られず、また多くの個体で培土移植30日後に病症の進行がみられた。DI=0を示す ‘CR-B. napus’の抵抗性は‘聖護院ダイコン’のもつRsCR1とアブラナ属栽培種のAゲノムやCゲノムのもつ抵抗性遺伝子との相互作用の結果であると考えられることから、本研究で作出された雑種後代においてやや抵抗性を示したDI=2-1の個体は‘CR-B. napus’からRsCR1は導入されたが、AゲノムやCゲノムのもつ抵抗性遺伝子の欠如が考えられる。今後、キャベツ類の抵抗性系統を作出するための雑種後代を育成するとともに、培養由来後代における新規の検定方法を開発した。
Strategy for Future Research Activity	作出された雑種後代においてやや抵抗性を示したDI=2-1の個体は‘CR-B. napus’からRsCR1は導入されたが、AゲノムやCゲノムのもつ抵抗性遺伝子の欠如が考えられる。今後、やや抵抗性を示した雑種後代を用いキャベツ類の抵抗性系統を作出する際には、RsCR1とAゲノムやCゲノムのもつ既存の抵抗性遺伝子との最適な組合わせをデザインすることが求められることから、様々な抵抗性を持つキャベツ類との雑種後代を育成するとともに、根こぶ抵抗性後代の検定を行う。