2020 Fiscal Year Research-status Report
高塩環境下の葉へのNaとCl蓄積を支配するイネの遺伝子座の探索と原因遺伝子の同定
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18K05572
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
堀江 智明 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (90591181)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 亮 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (70467687)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 耐塩性 / イネ / 遺伝資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全159系統から構成される、栽培イネの日本晴（Oryza sativa）と野生イネ（O. rufipogon W630）の戻し交雑自殖系統群（BRILs）を利用して、塩ストレスを被った若い完全展開葉身へ、耐塩性に関与する重要な元素の蓄積を支配する遺伝子座の絞り込みに引き続き注力した。標的となる元素は、毒性のNaを筆頭に、その蓄積が耐塩性に正に寄与すると期待されるK, Mg, Caを含めた4元素である。今年度は、BRILs全159系統の葉身内の4元素の蓄積解析を完結させた。蓄積量のデータセット（umol/gDW）に加えて、反復親である日本晴を1とした際の相対値のデータセットを準備しQTL解析を行った。その結果、概して、統計的に有意であると判断されたQTLが、Naで2つ、Kで2つ、Mgで1つ、Caで2つ、それぞれ検出された。そのうち特に注目するNa-QTLは、一方がイネの葉身からNaをより排除し、他方が葉身によりNaを蓄積させる働きを示すものであると予想された。各QTLを保持し、かつ観察された蓄積の表現型を強く示すBRIL系統を、各QTLごとに2-3系統選抜し、再現性の確認、および戻し交雑とゲノム科学的解析の準備を進めている。
栽培イネコシヒカリと耐塩性イネノナボクラの染色体断片置換系統群（O. sativa, CSSLs）を利用して、塩ストレス下のClの吸収や分配に深く関与する遺伝子座の絞り込みを実施するプロジェクトに関しては、昨年度想定外の難問に直面し、今年度はそのリカバリーに費やした。44系統からなるCSSLsを全て栽培しなおし、質の高い種子を再完備した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度直面した、イネの交雑系統群の陽イオン分析や陰イオン分析における諸問題を解決するために、遠回りしてリカバリーのための時間を多く費やさざるを得なくなった。陽イオン分析では、野生イネ由来の興味深いQTL領域を、それぞれNa, K, Mg, Caに関して、独立して検出することができた。しかしながら、選抜系統の戻し交雑や、次世代シークエンサーを利用したゲノム科学解析を進め、候補責任遺伝子の追及にまで到達することができなかった。また、陰イオン分析では、種子の想定外の劣化が大きく時間を損なわせ、当初考えていた青写真通りに、分析工程を進めることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
BRILsの陽イオン分析から得られた、Na, K, Mg, Caに関するQTLの責任遺伝子の同定を目指す。最も優先順位の高いNaの2つのQTLを筆頭に、各QTLを保持し、かつ葉身の元素蓄積の表現型が堅固である2－3系統を、より詳細に塩処理の有無の条件下で性格付けする。並行して、反復親である日本晴と戻し交雑して、後代系統を使用してこれまでと同様の塩処理試験により、責任遺伝子の候補領域のファインマッピングを進める。また、QTL-seq等のゲノム科学解析も進めて、諸解析の結果を総じて、責任遺伝子の絞り込みを試みる。
CSSLsを利用した塩ストレス下のイネの根や地上部へのClの蓄積を支配する遺伝子座の探索に関しては、準備の再設定が完了した所である。今後は、当初の構想に従って、全44系統からなる系統群の各植物を水耕栽培により生育させ、陰イオン分析に繋げて目的の遺伝子座の探索を粛々と進める予定である。
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| Causes of Carryover |
当所計画していたよりも安価で研究が進んだため、次年度使用額が生じた。現在、本研究プロジェクトで得られた成果をもとに投稿論文の準備を進めており、次年度中に公表する予定である。従って、次年度に、英文校閲や論文掲載のための費用として使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
