2018 Fiscal Year Research-status Report
Studies on the masculinization mechanism of spinach.
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18K05609
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小野寺 康之 北海道大学, 農学研究院, 講師 (80374619)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星野 洋一郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (50301875)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ホウレンソウ / 雌雄異株 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホウレンソウは雌雄異株作物として知られるが，実際には雄株および雌株の他に間性株も見られる．これまでに筆者は，雄株，雌株，間性株間の遺伝子発現量比較解析によって，雄特異的に生殖成長期の茎頂で発現する遺伝子Y-orfを雄決定候補遺伝子として同定した. さらに，間性形質のマッピングを通じて，Y-orfとパラログの関係にある遺伝子M-orfを間性候補遺伝子として同定している.平成30年度は，新規の手法に基づいて雄決定候補遺伝子を再探索した．まず，RNA-seqリード由来のk-mer (k = 35) の出現頻度を雌雄間で比較し，雄特異的なk-merを抽出した．次いで，雄特異的k-merを含むRNA-seqリードをゲノムおよびトランスクリプトームへマップした．その結果，本解析においてもY-orfが雄決定候補遺伝子として同定された．次に，以前に行ったRNA-seq解析（生物学的反復測定数=1）によって示唆されたY-orfおよびM-orfの発現パターンの再検証をRT-qPCR（生物学的反復測定数=3および4）に基づいて実施した.M-orfは，間性株の他に，雄株の花序において高い発現を示し，雄性化／雌性抑制に関与している可能性が示された．また，雄花形成率が高い間性系統においてM-orfの高発現が確認された．Y-orfの発現は，雄特異的であり，長日処理後7日目の茎頂においてピークを迎えることが判明した。すなわち，雄株においてY-orfは，M-orfに先行して発現していることが分かった．雄性化/雌性化抑制に関わる遺伝子群の同定に向けて，雌株と比べて雄株および間性株のいずれにおいても高い発現を示す遺伝子群（420個）をトランスクリプトームから選出した．Y-orfおよびM-orfの機能解析の準備として，ホウレンソウのウイルス誘導ジーンサイレンシングに適切な品種およびウイルスベクターを選定した．
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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
当初の予定どおりに，Y-orfおよびM-orfの発現パターンをRT-qPCRによって確認した．ウイルス誘導ジーンサイレンシングを用いた機能解析に向けた予備実験も終了させた．さらに，当初の予定に加えて，雄決定候補遺伝子の再探索および雄性化/雌性化抑制関与候補遺伝子の選出を完了させた．
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| Strategy for Future Research Activity |
in situ hybridization 法を用いて，M-orfおよびY-orfの茎頂，花序および花における発現パターンを調査する．さらに，H30年度に選出した雄性化/雌性化抑制関与候補遺伝子から，性決定候補遺伝子と共発現する遺伝子を選出し，発現解析（RT-qPCR）を試みる．ホウレンソウにおけるウイルス誘導ジーンサイレンシング（VIGS）の系を用いて，M-orfおよびY-orfのノックダウンを試みる．
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| Causes of Carryover |
消耗品の節約に努めると同時に，物品購入にあたり，購入先との価格交渉に努めた結果，予定額よりも引き下げられたため．H31年度に予定している発現解析の対象とする遺伝子を当初の予定よりも広げるために，当該予算を用いる．
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