カンキツ類における胞子体アポミクシス制御機構の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07608
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 島田 武彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, ユニット長 (10355399)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 朋子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 上級研究員 (50355400)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 多胚 / カンキツ / アポミクシス

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、カンキツ類の多胚性種子にみられる珠心細胞から体細胞胚を発生する胞子体アポミクシスの制御を分子レベルで解明する。多胚性遺伝子座のドラフトシーケンスから推定される72個の遺伝子の中から、多胚性種子形成に関わる遺伝子を単離してその機能を明らかにする。
「カンキツの胞子体アポミクシス制御候補遺伝子の発現制御機構の解明」の課題では、昨年度にマイクロアレイ解析等で多胚品種特異的に発現する候補遺伝子の全長遺伝子をウンシュウミカンから単離し、２種類の構造の異なるアリルの塩基配列を決定した。多胚性のアリルには約190bpsのMITE（miniature inverted-repeat transposable element）様配列が挿入されていたが、翻訳領域では単胚性のアリルと高い相同性を保持していた。国内のカンキツの育種素材の家系の元親となる１４祖先品種についてMITE様配列が挿入された領域の塩基配列を決定し、保存性の高い配列を用いて単胚性と多胚性のアリルを識別できるDNAマーカーを開発した。
「カンキツの胞子体アポミクシス制御候補遺伝子の機能解析」の課題では、候補遺伝子をセンス方向に導入したシロイヌナズナのT2世代の種子を獲得し表現型を調査したが、樹形や種子の形状等に特段の変化は見られなかった。アンチセンス方向に導入したオレンジ組換え体については接ぎ木個体の生育を促進し、遺伝子組換え体で花蕾の発育を確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画通り候補遺伝子の同定と候補遺伝子を導入した遺伝子組み換えオレンジおよびアラビドプシスの作成と解析を進めており、オレンジの遺伝子組み換え体では花蕾が発育していることから、計画は順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

オレンジの遺伝子組換え体の果実からT1種子を獲得し、候補遺伝子のノックアウトにより多胚種子の形成が阻害されるかどうか確認する。また獲得したT1種子を播種し、発芽した個体が交雑胚由来か珠心胚由来かどうかをDNAマーカーを用いて検定する。また、MITE様配列が遺伝子の発現の制御に関与するかどうかを複数のカンキツ品種を用いて検討するとともに、開発したDNAマーカーを用いて国内の育種素材のアリルの遺伝子型と表現型を調査し、DNAマーカーの有効性を検証する。

Causes of Carryover

候補遺伝子の発現に複数の遺伝子が関与することを想定していたため、発現解析用に複数のTAQ-MANプローブの購入を予定していただが、解析を進めた結果、遺伝子発現が候補遺伝子内のゲノム構造に起因する可能性が示唆されたため、プローブの購入が不要となったため残額が生じた。残額についてはゲノム構造と表現型の相関を調査するためのジェノタイピングPCRに使用する使用する予定である。