薔薇のトゲ形成を制御する鍵遺伝子の探索

Research Project

Project/Area Number	23K05230
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research Institution	Osaka Institute of Technology
Principal Investigator	河村耕史大阪工業大学, 工学部, 准教授 (00595613)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords	トゲ / 園芸作物 / 木本 / 遺伝子基盤 / 形態形成 / 分子遺伝学 / バラ / 栽培化
Outline of Research at the Start	バラのトゲ無し形質は単一の潜性遺伝子座に制御された遺伝形質であると考えられる。すなわち、トゲ形成を制御する「鍵遺伝子」が存在し、その機能が欠損したバラでトゲが無くなっていると考えられる。本研究の目的は、1000個体以上のトゲ有とトゲ無の大規模集団で遺伝的多型を調査し、Map-based cloningの要領でこの鍵遺伝子の候補を絞りこむことである。これを実現するため、(1)鍵遺伝子が自家不和合性S遺伝子と連鎖していることに着目してF1集団を育成し、(2)台木生産農家にあるノイバラの大規模集団を利用し、トゲ有とトゲ無のバラを用意する。これらの遺伝的多型を調べ候補領域を絞り込む。
Outline of Annual Research Achievements	薔薇(バラ)は、トゲが象徴的な園芸植物であるが、少数ながらトゲ無し品種が存在し、野生種にも日本のノイバラにトゲ無し系統がある。申請者らによる交配実験とQTL解析によって、このトゲ無し形質は単一の潜性遺伝子座に制御された遺伝形質であることがわかってきた。すなわち、トゲ形成を制御する「鍵遺伝子」が存在し、その機能が欠損したバラでトゲが無くなっていると考えられる。本研究の目的は、1000個体以上のトゲ有とトゲ無の大規模集団で遺伝的多型を調査し、Map-based cloningの要領でこの鍵遺伝子の候補を絞りこむことである。これを実現するため、本年度は、トゲなしノイバラの台木農家でサンプリング調査を行い、トゲなし個体とトゲあり個体の大規模集団のgDNAサンプルをえた。その後、QTL-seq解析、RNA-seq解析、GRAS-Di解析によってトランスクリプトームならびにゲノム情報の比較解析を実施、トゲの有無に関連する候補遺伝子を抽出した。さらに、アメリカのテキサスA&M大学を訪問し、トゲの有無が分離した交配集団を使ったQTL解析を実施し、トゲの有無を決定する鍵遺伝子の候補領域と候補遺伝子を特定した。また、トゲ無し形質の起源と考えられる中国雲南省と貴州省を訪問し、トゲ無しバラとその関連野生種の調査を行った。トゲ有りとトゲ無しの２倍体品種を交配させ、トゲの有無が分離したF1雑種集団を育成した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予定していたとおりのサンプリングと遺伝子解析が実施できた。
Strategy for Future Research Activity	候補遺伝子の情報を精査し、鍵遺伝子の特定を行う。