2017 Fiscal Year Research-status Report
野生イネにおける新規雑種黄化遺伝子の同定および分布 豪州の野生イネの起源に迫る
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16K07558
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
一谷 勝之 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (10305162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保山 勉 茨城大学, 農学部, 助教授 (10260506)
石川 隆二 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (90202978)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 雑種黄化 / 生殖隔離 / 種分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
栽培イネOryza sativaの祖先野生種でAAゲノムをもつO. rufipogonはアジア南部，マレー諸島，ニューギニア，オーストラリア北部に分布する．オーストラリアにはAAゲノムをもつ別の野生イネO. meridionalisも分布している．アジアの野生イネ O. rufipogon系統W0106と交雑すると葉の先端が黄色くなる雑種黄化現象を呈する野生イネがオーストラリアのO.rufipogonと，O. meridionalisにのみ見出された。このことは，遺伝的に遠いとされてきたO. meridionalisとオーストラリアのO. rufipogonが同じ核ゲノム遺伝子を共有していることを示唆する．2017年度の研究実績は4つに大別される．
1. 2016年度までにW0106とオーストラリアのO. rufipogon 系統W2109がもつ原因遺伝子はいずれもRM500の近傍に座乗することが判明していた．RM500近傍にDNAマーカーを多数作出して分析を進めたところ，両遺伝子ともRM500よりもさらに長腕末端寄りであることが明らかとなった．
2. 原因遺伝子の分布を調べるために雑種黄化遺伝子のそれぞれ一方をもつW0106ならびにW2109をアジアおよびオセアニアに分布する野生イネ系統に交配した．
3. 栽培イネ品種台中65号(T65)の遺伝的背景で雑種黄化が発現する材料を育成中で，BC3F1相当の材料に更にT65を戻し交雑した．BC4F1世代相当の材料は現在，世代促進中で更に戻し交雑してBC5F1相当の材料を得るとともに，個々の遺伝子をもつBC4F1間で交配を行い，遺伝的背景がほぼT65に揃った状態で雑種黄化が発現する実験材料を育成予定である．
4. W2109を次世代DNAシークエンサーPacBio Sequelで解析し，長いリード長のDNA配列データが多数得られている．
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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
2016年度はできなかったW2109系統の次世代DNAシークエンサーによる委託解析が進められたこと，原因遺伝子の分布を調べるための交配が進められたこと，原因遺伝子の座乗位置を絞り込むことができたこと，遺伝子の発現解析のために遺伝的背景を揃える材料が計画通り育成中であることから，順調と評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 連鎖分析を大規模に進めることで，原因遺伝子の染色体上の座乗位置をできるだけ絞り込む．O. meridionalisの1系統W1297にT65を連続戻し交雑した材料があり，RM500周辺がW1297由来の染色体断片をもつ系統とW0106および，W0106の黄化原因遺伝子をもつ T65を反復親にしたBC2F2世代と交配しており，W1297の黄化原因遺伝子の座乗位置がRM500周辺であるかどうかを明らかにする．
2. 昨年度 交配した，原因遺伝子の分布を調べるための野生イネ間雑種を育成し，黄化現象の発現の有無を検証するとともに，花粉稔性，種子稔性なども調査し，生殖隔離との関連を明らかにする．
3. Oryzagenome release 2.0が公開され，O.meridionalis, オーストラリアのO. rufipogoを含む多数の野生イネ系統の高精度のゲノム情報が入手可能な状況にあるので，W2109のロングリード長配列のデータをこれらと比較することで，黄化原因遺伝子周辺にO. meridionalisとオーストラリアのO. rufipogonが同じ核ゲノム遺伝子を共有していることを示すDNA配列の存在の有無を検証する．黄化原因遺伝子の分布調査に供試した野生イネ系統の雑種黄化発現の有無と関連するDNA多型を検出することで黄化原因遺伝子同定の一助とする．
4. 遺伝的背景がほぼT65に揃い，雑種黄化が発現する材料を供試し，黄化現象の形態学的・生理学的解析を進める．
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| Causes of Carryover |
黄化現象の形態学的・生理学的解析を2017年度に行う予定であったが，戻し交雑を進め更に遺伝的背景がほぼT65に揃った材料で行うのが適切であると考えられたため，上記解析に使用予定の物品費が次年度使用となった．今後の研究の推進方策で書いたように，黄化現象の形態学的・生理学的解析を2018年度に行い，これのための物品費に充てる．
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