| Project/Area Number |
23K05176
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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 39010:Science in plant genetics and breeding-related
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
田中 勝 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, グループ長補佐 (60391455)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倉田 理恵 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 上級研究員 (00315384)
境垣内 岳雄 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 上級研究員 (00414847)
末松 恵祐 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 研究員 (30807996)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | サツマイモ / アントシアニン / 多様性 / 遺伝的変異 |
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| Outline of Research at the Start |
サツマイモには塊根（いも）にアントシアニン色素を多量に含む品種（紫サツマイモ）が存在し、食用色素の原料等として産業的に利用されている。最近、サツマイモの塊根に含まれるアントシアニン色素は分子構造的な多様性に富むことが明らかになってきた。本研究では、特徴的なアントシアニン色素を含む紫サツマイモを遺伝学的に解析することでアントシアニンの多様性を生み出す遺伝的メカニズムを明らかにし、紫サツマイモの品種育成の効率化と、産業利用の拡大を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、サツマイモのアントシアニンの多様性の遺伝的な背景を解明するため、①シアニジン型のアントシアニンを主成分とする系統（Cy型系統）を生み出す遺伝子変異の解明、②ペラルゴニジン型のアントシアニンを主成分とする系統（Pg型系統）を生み出す遺伝子変異の解明を進めている。
本年度は、①についてCy型系統と通常のペオニジン（Pn）型系統とを交配して得られたF1集団（M×C集団）を作成した。この集団を圃場に展開し、予備的に色素組成を調べたところ、シアニジンを主成分とする個体の分離が確認できたものの、分離比が予想に比べてペオニジン型の個体に大きく偏っていた。そのため、過去の品種育成等のデータを参考に、新たな交配親を選定してF1種子を得た。ただし、M×C集団は集団内のアントシアニン含量の変異が大きく、アントシアニン含量に関する遺伝解析には有望な材料と考えられた。
また②について、アントシアニンの水酸化反応を担うF3’H遺伝子の全長をPCRで増幅可能な条件を決定した。Pg型系統から得られた増幅産物について予備的に末端の塩基配列を解析し、公開されているサツマイモのゲノム配列と比較したところ、F3‘H遺伝子座の劣性対立遺伝子と思われる配列を見出すことができた。しかし、過去の研究データとの比較から、六倍体の全ての対立遺伝子が増幅されていないことが推測され、Pg型系統が持つ変異の全容解明には異なる手法が必要であると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Cy型系統の出現に関与する遺伝子変異については、研究計画に沿ってF1集団を育成するとともに、予備的にアントシアニンの組成・含量の調査を行ったが、期待したようなCy型個体の分離が得られなかった。そのため、予定していたF1個体のDNA抽出および多型解析は新たなF1集団を用いて次年度行うこととした。また、Pg型系統に関与する遺伝子変異については、PCRではF3’H遺伝子の全ての対立遺伝子の増幅が困難であることが示唆されたため、全ゲノム配列の解析を実施することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はCy型系統の出現に関与する遺伝子領域について新たなF1集団を用いて解析するとともに、今年度作成したM×C集団を利用してアントシアニンの含量に関わる遺伝子領域の検出を試みる。また、いくつかのPg型系統についてロングリード型の次世代シーケンサーで全ゲノム配列を取得し、F3’Hの対立遺伝子配列を解析する。
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