| Project/Area Number |
24K08901
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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 | Nihon University |
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Principal Investigator |
奈島 賢児 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (30779616)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | パインアップル / ゲノム解読 / ゲノムワイド関連解析 / 自家不和合性 |
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| Outline of Research at the Start |
パインアップルの効率的な品種改良システムを構築することを目的とし、ゲノム解析を行う。ゲノム解析では、多数の品種や個体の性質（糖度や酸度、大きさなど）と、ゲノムDNA配列を同時に調査することで、ゲノムのどの場所が性質を決定しているか？解明する。また、突然変異により、種子ができるようになった品種が存在する。ゲノム解析により、なぜ種子ができるようになったかを調査し、今後の品種改良に役立てられるかどうかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度に受付され、2023年度に収穫されたパインアップル交配実生約2000個体のDNA抽出・次世代シークエンス解析（ddRAD-Seq）ならびにゲノムワイド関連解析を実施した。この結果、低温耐性や糖度、果実重、アスコルビン酸含量、果肉色、果実重などの形質について、形質関連遺伝子座が見いだされた。解析においては、複数の交配組合せで有効な形質関連遺伝子座となっているかを確認し、上述の形質については2集団以上で有効であることが確認された。
またパインアップル祖先品種のゲノム解読を進め、11種の祖先品種について、ハプロタイプが区別された状態でのゲノム解読を実施した。主要なパインアップル祖先品種は13種程度と推定され、残りの2種については解読を今後実施する必要がある。
パインアップルの自家不和合性を支配する遺伝子の特定を目的に、自家和合性パインアップル突然変異品種「Seedy」の全ゲノムを解読し、変異前ゲノムを有すると推定される「N67-10」との比較を行った。「Seedy」と「N67-10」間は、SNPsの遺伝子型からほぼ同一のゲノムを保有する、オリジナル品種と変異体品種の関係性があると推定された。パインアップルは配偶体型自家不和合性を保有すると推定されていることから、リンゴの体型自家不和合性原因遺伝子であるS-RNaseやF-boxタンパク質に相同性のある遺伝子をターゲットにし、配列比較を試みたが、関連候補遺伝子においては変異を見いだすことができなかった。また、S-RNaseおよびF-boxによる自家不和合性が働いているのであれば、両遺伝子は近傍に座乗すると推定されたが、そのような配列は全ゲノム内で確認されず、S-RNaseやF-boxシステムによる自家不和合性システムではない可能性が推定された。
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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
ゲノム解読、2023年度および2024年度サンプルのゲノムワイド関連解析が完了し、順調に推移している。今後のゲノムワイド関連解析・ゲノム解読についても計画通りの進捗が可能と考えている。
一方で、パインアップルの自家不和合性の解明については、当初計画の全ゲノム配列比較からは原因遺伝子の特定ができなかった。特定を進めるには、自家和合性個体より得られた種子のゲノム解析および自家和合性の遺伝性について調査を進めることが必要だと考えており、自家和合性個体から得られた自殖種子の育成を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲノムワイド関連解析については、引き続き2024年度の交配実生のデータ解析、2025年度の交配実生の次世代シークエンス解析を進める。ゲノム解読に関しても、祖先品種の残り2種の解読を進める。
Seedyの自家不和合性の解明については、実施可能な解析が完了したが、原因遺伝子候補は見いだすことができなかった。他植物で自家不和合性に関与する遺伝子の調査を行ったが機能に関与する変異は見いだせなかった。また配列変異については数万個程度検出されており、自家和合性獲得に至った変異の特定が困難な状況である。遺伝子特定のためにはSeedyの自殖種子を利用した遺伝解析が必須であると考え、Seedyの自殖個体の栽培を進めている。果実ができ次第、形質を確認し、責任ゲノム領域の特定を進める。
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