| Project/Area Number |
23KK0113
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
安井 康夫 京都大学, 農学研究科, 助教 (70293917)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 泰成 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, ー, プログラムディレクター (00446395)
桂 圭佑 京都大学, 農学研究科, 教授 (20432338)
西村 和紗 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (60835453)
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| Project Period (FY) |
2023-09-08 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥20,670,000 (Direct Cost: ¥15,900,000、Indirect Cost: ¥4,770,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
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| Keywords | キヌア / 顧みられない未利用種（NUS） / 孤児作物 / 栽培化 / 多様性 / アンデス / 栽培植物起原 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ボリビア国内でのみアクセス可能な栽培キヌア、およびその祖先種と考えられるアハラのゲノムのリシーケンスを利用して南部高地型キヌアの起原を解明し、栽培化に関わる遺伝子群を同定する。DNA抽出、表現型解析およびゲノム解析をボリビア人研究者と共同で実施し、ボリビア国内に強靭なキヌアの育成を可能とするための研究拠点を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ボリビアの栽培キヌア（Chenopodium quinoa ssp. quinoa）およびその野生種であるアハラ（C. quinoa ssp. melanospermum）を対象に、全ゲノムシークエンス（WGS）を用いたゲノム集団遺伝的解析を実施し、アハラがキヌアの栽培化過程において果たした役割を明らかにすることを目的としている。
昨年度は、栽培キヌアおよびアハラの合計104個体についてWGSを実施した。本年度は、このうち88個体については読み取り量（リード数）を増強した。さらに、ボリビア現地で栽培されているエリート品種「Maniquena」およびアハラの2系統（Aj037およびAj113）から長鎖DNAを抽出し、PacBio社のゲノムシーケンサーを用いてHIFIリードを取得し、さらにhifiasmを用いてコンティグ配列の作成を行った。
また、昨年度に作出した「Maniquena」と2系統のアハラ（Aj037およびAj113）のF2集団を対象に、dpMIG-seq法を用いた連鎖解析を実施した。そして得られて連鎖距離に基づいて上記のコンティグ配列をアセンブルし、「Maniquena」と2系統のアハラ（Aj037およびAj113）の染色体レベルの参照ゲノム配列を構築した。現在、これらの参照ゲノム配列に対するWGSデータのマッピングを進めており、2025年度内にゲノム集団遺伝学的解析を完了する予定である。
さらに、現地でにこれら104系統について、種子色、脱粒性、播種後の開花日などの表現型データを収集した。これらの表現型データとWGS情報を組み合わせ、ゲノム配列レベルでのGWASを行うことにより、栽培化関連遺伝子の同定が可能な状況となった。また上記の２つのF2集団においては種子色の表現型を調査しており、種子色関連遺伝子の連鎖マッピングも可能とした。
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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
今年度に、WGSリードの増強およびアハラの参照ゲノム配列の作成を完了し、ゲノム集団遺伝学的解析に向けた準備が整った。また、キヌアの栽培化に関する表現型データの取得も終了しており、特に種子色形質に関しては、2つの独立したマッピング集団を育成し、連鎖解析が可能な状況にある。これらの成果を2025年度に統合することにより、当初の目的を十分に達成できると見込んでおり、本課題は「概ね順調に進んでいる」と評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでアハラはキヌアの栽培化とは関係がないと考えられており、進化遺伝学的な研究対象から外れてきた。しかし、これまでに得られたdpMIG-seq解析および表現型データの結果から、アハラはキヌアよりも種内多様性が高く、さらに種子色や脱粒性など複数の形質において両者を明確に区別できることが示された。このことから、アハラがキヌアの起源種である可能性は非常に高いと考えられる。
今年度は、ゲノム集団遺伝学的解析および種子色形質に関する連鎖解析を完了し、アハラがキヌアの栽培化過程に果たした役割を明らかにする。
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