2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K05565
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小出 陽平 北海道大学, 農学研究院, 助教 (70712008)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | イネ / 雑種不稔 / 花粉不稔 / アフリカイネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネの異種間交雑により得られる雑種は花粉および種子が不稔となる。この現象は雑種不稔性と呼ばれ、イネにおいては生殖隔離障壁を形成する機構の一つとなっている。生殖隔離障壁は植物の品種改良を行う際の大きな妨げとなるため、この機構を分子遺伝学的に解析することは育種上のメリットが大きい。
本研究では、4倍体のイネにおいて雑種不稔性がどのように機能するかを明らかにすることを目的としている。昨年度までに、4倍体のイネ雑種を作出し、この雑種を純系個体と戻し交配することにより、雑種配偶子に生じる分離の歪みの解析を行った。しかしながら、多くの戻し交配種子において、受精後の退化現象が生じ、正常な種子をほとんど得ることができなかった。そこで、一つの雑種不稔遺伝子に着目し、4倍体における雑種不稔遺伝子の効果を検証することとした。このことを行うために、雑種不稔遺伝子の準同質遺伝子系統を用い、コルヒチン処理により4倍体を作出した。
本年度は、作出した準同質遺伝子系統の4倍体と、純系の4倍体の交雑を行い、雑種個体を作出した。作出した雑種個体における花粉稔性及び種子稔性を調査するために、雑種個体を栽培している。
並行して、イネの主要な種間雑種不稔遺伝子座であるS1座の原因を特定するために、遺伝子組換え体を作出し、個体の花粉稔性及び種子稔性の調査を行った。これまでに得られた遺伝子発現情報から不稔性への関与が考えられる候補遺伝子（Gene 1）に加え、他の候補遺伝子（Gene 2）が存在する場合に雑種不稔性が生じることが示唆された。さらに、形質転換を用いた実験により、これら遺伝子が雑種不稔を誘導することを確認した。
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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
4倍体雑種作出の実験については、当初、交雑がうまくいかないという問題が生じたが、昨年度までに、準同質遺伝子系統を用いた実験系を作ることができ、この実験系により目的が達成できると考えられた。しかしながら、今年度当初、イネを栽培することができず、雑種不稔性の確認に時間を要している。
雑種不稔遺伝子座S1の原因遺伝子単離については、形質転換により、関与遺伝子を明らかにすることができた。しかしながら、同様の研究が他の研究グループにより行われ、論文が公表された。そのため、当初の計画を大幅に修正し、他の雑種不稔遺伝子の解析を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた準同質遺伝子系統の4倍体と、純系の4倍体の雑種を用いて、花粉稔性及び種子稔性の調査を行う。また、ゲノム編集により変異体を獲得した他の雑種不稔遺伝子（Gene B）についても、変異体の花粉稔性及び種子稔性の調査を行う。
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| Causes of Carryover |
4倍体個体を用いた雑種不稔性の確認および、ゲノム編集により得られた突然変異体の稔性の確認を行う予定であったが、2020年度当初、イネの栽培を行うことができず、栽培計画に遅れが生じた。そのため、来年度、これら個体を栽培し、花粉稔性及び種子稔性を調べることで、遺伝子型と雑種不稔性との関係を明らかにする。次年度使用額は、栽培に係る消耗品に用いる。
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