| Project/Area Number |
23K05279
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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 39060:Conservation of biological resources-related
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| Research Institution | Prefectural University of Hiroshima |
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Principal Investigator |
福永 健二 県立広島大学, 生物資源科学部, 教授 (50435533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門田 有希 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (30646089)
大迫 敬義 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (80363969)
阿部 陽 公益財団法人岩手生物工学研究センター, ゲノム育種研究部, 主席研究員 (80503606)
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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: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | アワ / エノコログサ / 栽培化遺伝子 / ハマエノコロ / 適応性遺伝子 / QTL / 次世代シークエンサー / 候補遺伝子 / 次世代シークエンサー（NGS） / 量的形質遺伝子座（QTL） / 遺伝的多様性 |
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| Outline of Research at the Start |
地球温暖化や乾燥化など、グローバルな環境変動は先が読めない。アワなどの雑穀類は作付面積が減ってきているとはいえ、乾燥やストレスに強く、人類を数千年にわたって支えてきた作物である。アワと祖先野生種のエノコログサは、近年、ゲノムが解読されている。本研究では、アワ品種間、アワとエノコログサ、エノコログサと海岸生態型であるハマエノコロの間の組換え近交系について次世代シークエンサーを用いた詳細な連鎖地図作成を行い、量的な形質の解析を行い、バイオマス生産や種子生産、環境適応などに関わる遺伝子を割り出し、アワ・エノコログサ(Setaria) 遺伝資源の持つ遺伝的多様性を分子レベルで明らかにするものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アワ品種Yugu1と日本産エノコログサのF6集団120系統についてGRAS-Diで連鎖地図を作成した。この集団と連鎖地図を用いてspikelet-tipped bristles(stb)、葉鞘色、脱粒性、出穂期、外穎色などについて解析を行ったところ、予想される既知遺伝子が候補遺伝子として検出することができた。stbはHox14(Fukunaga et al. 2022)、葉鞘色はC遺伝子(Fukunaga et al. 2022)とその他二つの遺伝子、出穂期はPRR37(Fukunaga et al. 2022)と第3染色体の遺伝子、脱粒性は既報（Odonkor et al.2018) の位置にふたつのQTLが検出された。外穎色はSi7PPO(Inoue et al. 2015)に加え第9染色体の遺伝子の働きによるものであることが示唆された。また、草丈、穂の長さ、幅、分げつ数などについてもデータを取り、現在解析中である。
エノコログサとハマエノコロの集団についても105系統についてGRAS-Diを用いて草型のQTL解析を行ったところ、ハマエノコロの匍匐性の遺伝子について効果の大きなQTLが検出された。これはイネのPROG1がある領域に相当する領域であることが明らかになりこれについても解析中である。
さらに、台湾品種間の分離集団、日本の高知県在来品種と宮崎県在来品種の分離集団についてそれぞれ穂の形態に関わる遺伝子も解析しており候補遺伝子が絞り込まれている。
エノコログサA10.1についての形質転換の系も軌道にのりつつあり、現在形態形成に関わる遺伝子を解析中である。
これまでの成果についての総説を国際誌Plants に発表し、上記研究成果で4件の学会発表を行った。
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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
目標通り、アワとエノコログサのRILsを構築しGRAS-Diを用いて連鎖地図を作成した。またいくつかの形質についてマッピングすることができた。現在量的形質について解析している。またエノコログサとハマエノコロについても同様に連鎖地図を作成し草型についての遺伝子のマッピングに成功した。現在候補遺伝子を絞っているところである。当初予定に対して順調であると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
アワとエノコログサの集団については出穂期、草丈、分げつ数、穂長などの量的形質遺伝子のマッピングを試みている。環境による影響も大きな形質であるので、今年度も再度栽培し形質データを取る予定である。また質的形質については既知遺伝子以外の遺伝子も関わっていることが示唆されていたため、候補遺伝子の探索を行う。
ハマエノコロの集団についてはハマエノコロのゲノムが解読済みであるのでゲノム情報から遺伝子を絞り込む予定である。候補遺伝子PROG1の周辺には同じようなzing finger proteinがタンデムに並んでおり配列を比較することにより原因となる変異を探りたい。
また、アワ間の形態形質に関わる遺伝子の解析をすすめており穂の形態に関する原因遺伝子を絞り込んでいく予定である。遺伝子のマッピングと発現解析を行う予定である。
並行して形質転換の系なども立ち上げているが、安定した形質転換系の確立を目指したい。これにより上記のような候補遺伝子の機能解析を行えるようにしたいと考えている。
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