| Project/Area Number |
22K05630
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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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 |
長坂 京香 京都大学, 農学研究科, 助教 (00931388)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | ハイブッシュブルーベリー / 自家不稔性 / 種子形成 / 受粉 / サザンハイブッシュブルーベリー |
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| Outline of Research at the Start |
ブルーベリーは自殖により果実中の成熟種子数が減少する．果実中の種子数はブルーベリー栽培の成否を左右する重大な因子であるが，種子に発育不全をもたらすメカニズムは明らかにされていない．そこで本研究では，種子形成を制御するメカニズムの解明および種子形成が果実肥大・成熟に及ぼす影響の調査を行う．前者では，自殖後代におけるゲノム解析により潜性の種子致死アレル探索を，後者では，他家受粉，自家受粉および単為結果果実のトランスクリプトーム解析により受粉の有無および種子数の差が果実発育に及ぼす原因解明を行う．以上により得られた知見は，自家不稔性機構の解明およびブルーベリー栽培の安定化に繋がることが期待される．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ブルーベリー（Vaccinium spp.）は自家不稔性を有し，自家受粉を行うと果実中の成熟種子数が減少することが知られている．果実中の成熟種子数は果実サイズや熟期と相関関係にあることが報告されているため，種子数はブルーベリー栽培の成否に影響する重大な因子であるが，種子に発育不全をもたらすメカニズムは明らかにされていない．広く栽培化されている四倍体ブルーベリーを供試し，種子発達を制御するメカニズムおよび種子発達が果実肥大に及ぼす影響の解明を目指し，以下の研究を行った．
‘ブルーマフィン’の自殖後代を供試し，dpMIG-seq法によりジェノタイピングを行った．自殖後代において実際に観察されたジェノタイプの分離比とメンデル遺伝を想定した場合に期待される分離比との間でχ2検定を行った．その結果，8番染色体上にnulliplexの頻度が有意に減少しているゲノム領域を検出した．既報の集団を供試して同様の解析や塩基多様度を調査したところ，上述の領域においてヘテロ接合度が高く維持されていることを支持する結果が得られた．これらの結果から上述の領域は種子の発育不全に関連している可能性が示された．
‘ブルーマフィン’の果実を経時的にサンプリングし，Lasy-seq法によりトランスクリプトーム解析を行った．自家受粉果実と他家受粉果実を比較したところ，受粉1日後のサンプルからも多くの発現変動遺伝子が検出された．‘ブルーマフィン’の種子細胞を観察した先行研究において受粉20日後までに発育不全種子が観察されることが明らかになっているが，種子発達の極めて初期段階において遺伝子の発現に変化が生じている可能性が考えられた．
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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
‘ブルーマフィン’の自殖後代を供試しχ2検定を行った結果，3番，8番および9番染色体上にnulliplexの頻度が有意に減少しているゲノム領域が検出された．そのうち8番染色体については，二倍体ブルーベリーのF1集団においてnulliplexの減少を示すSNPsが集中する領域や，多様な品種の集団において塩基多様度が高いと推定される領域と一致していたため，信頼性の高い候補領域が得られたと考えられる．加えて，‘ブルーマフィン’の自家受粉果実と他家受粉果実の比較により発現変動遺伝子を検出しており，種子の発育不全に関連する候補遺伝子の同定に向けたデータの取得についても滞りなく進んでいる．よって，本研究はおおむね順調に進んでいると評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
年次変動について考慮するために，再度‘ブルーマフィン’の果実を経時的にサンプリングし，トランスクリプトーム解析を行う．８番染色体の候補領域内の遺伝子のうち，種子で発現しており，自家受粉果実と他家受粉果実の間で発現量が有意に異なるものを探索する．さらに，自殖後代に対して自家受粉を行い，果実内の種子数と候補領域内のSNPsのジェノタイプとの関連を調査する．以上の結果を統合して種子の発育不全に関連する候補遺伝子の絞りこみを行う．
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