2020 Fiscal Year Annual Research Report
Identification and characterization of Dominant Awn Inhibitor gene in sorghum
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18K05570
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高梨 秀樹 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (60707149)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ソルガム / 芒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
芒はイネ科植物小穂の護穎 (外穎) の先端から伸びる針状の突起構造で, イネ科野生種は基本的に有芒 (有芒が優性形質) であり, 芒は地面に落下した種子の地中への潜り込み, 食害回避などの重要機能を持つことが知られている. 一方で芒は人類が栽培化の過程で除去を試みてきた形質としても知られていることから, 栽培化の歴史を紐解くうえでも非常に重要な形質であると言える.
これまで芒長を支配する遺伝子が多数同定・解析されてきたイネやオオムギと異なり, 五大穀物の一角を占めるにもかかわらずソルガムにおいては芒研究がほとんど進展しておらず, 芒長に関わる遺伝子は一例も報告されていなかった.
申請者らはソルガムRIL集団を用いて芒長に関してQTL解析を行い, 奇妙なことに優性で芒を抑制するQTLを検出し, この原因遺伝子候補としてSbDAI (Dominant Awn Inhibitor) の選抜に成功し, 有芒ソルガム系統に対してSbDAIを形質転換することで芒の伸長が抑制されるという原因遺伝子の証明にも成功した. ソルガム優性芒抑制遺伝子の同定は世界初の快挙ではあるものの, これがどのようにして芒の発生あるいは伸長を抑制しているのかが不明であったため, 本研究ではSbDAIの機能解析を通して芒抑制のメカニズムを解明することを目的として研究を進めてきた. これまでに作出したSbDAI遺伝子座に関するNILsを大規模に栽培し, 発達ステージ毎に幼穂をサンプリング・観察することで, DAIを持つ系統と持たない系統ではどのタイミングで芒の発生・伸長に差が生じ始めるのかを明らかにし, またNILs間で幼穂のRNA-seq解析の比較を行うことでDAI遺伝子の有無によって発現が変動する遺伝子群の同定にも成功した.
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