Function analysis and application of flowering-related genes involved in soybean ripening period

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05584
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 小木曽 映里 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター, 研究員 (00646929)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ダイズ / 成熟期

Outline of Annual Research Achievements

2018年度には、2つのホモログ遺伝子(FTB1およびFTH)の同質遺伝子系統(NIL)をインキュベータおよびガラス温室で栽培し、形質調査およびトランスクリプトーム解析のための栽培環境の予備調査を行った。インキュベータでの栽培では、両方遺伝子の形質への影響は観察されなかった。そこでインキュベータの蛍光管の種類を変え、さらに光強度を上げたところ、差が出るようにはなったが、明確な差を再現性良く検出するのが困難であった。ガラス温室では、インキュベータに比べ親品種とNILの差が明確に見られたが、個体差が出やすくトランスクリプトーム解析のサンプリングを行うにはガラス温室も、不適切な環境であると結論づけた。前年に圃場で栽培した結果がもっとも再現性良く、かつ系統間の差が見られていることから、トランスクリプトーム解析も圃場栽培で実施すべきであると結論づけた。
遺伝子中に変異をもつ変異体についてもNILと同様に栽培したが、非常に生育が悪く、親品種と比較することが困難であったため、交配によって遺伝的背景をエンレイにする必要があった。また、分離集団による検定を行うために、交配を行った。生育不良ではない変異体についても、元品種に比べ開花期が遅れる現象が見られたため、遺伝的背景による問題なのか、別のアリルによっては開花期への影響も見られるのか、今後確認していく必要がある。
今までFTB1の調査に使われてきた品種・系統とは違う系統間でも同様に成熟期間の延長が見られるか調査するため、FTB1のWT型と変異型の系統で交配を行いF2集団を作成した。F2のゲノム全体およびFTB1の遺伝子型を調査し、連鎖解析を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

発現解析のため、準同質遺伝子系統を温度と光を制御したインキュベータで栽培したところ、成熟期間の差が全く見られなかった。光強度を上げたことにより差を検出することはできたが、野外圃場栽培ほどの差見られなかった。準同質遺伝子系統を、野外のガラス温室にて栽培したところ、明確な差を出すことができたが、個体間の差が出やすく、発現解析に用いる環境には不適切であると考えられた。もっとも安定的に遺伝子型による成熟期への影響が見られたのは、圃場栽培であった。しかし、本年度は成熟期を時系列で追いかけられるようにサンプリングするための圃場設計をしていなかったため、今年度ののRNAseqによる発現解析は断念した。

Strategy for Future Research Activity

成熟期に時系列で発現レベルで成熟期間中の遺伝子発現パターンを追いかけるには、厳密な圃場設計が必要であるため、今年の栽培では反復を十分に取れるように準備している。成熟期間中の子実中の成分分析によってサンプリング時期を決定し、サンプリングを実施する。変異体については、ターゲット遺伝子以外の変異によると思われる不良形質がある系統があるため、分離集団を用いた形質調査を実施する。
今までFTB1の調査に使われてきた品種・系統とは違う系統間でNILと同様の違いが見られるか調査する。

Causes of Carryover

昨年度に予定していたトランスクリプトーム解析を実施するための栽培環境を得ることができず、今年度に繰り越したため。