2021 Fiscal Year Research-status Report
Unravelling the genetics of leaf formation in unifoliates
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18K06375
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
西井 かなえ 神奈川大学, 付置研究所, 研究員 (50743770)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 茎頂分裂組織 / 葉発生 / イワタバコ科 / ゲノム / ゲノムワイド関連解析 / 次世代シーケンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イワタバコ科に見られる分裂組織の多様性進化を理解するため、Streptocarpus rexiiをモデル種としてゲノム配列の取得とアッセンブリを行った。本年度は、得られたゲノム配列をイワタバコ科のDorcoceras hygrometricumとPrimulina huaijiensisのゲノム配列と比較し、全ゲノム重複解析を行った。この結果として、Primulina huaijiensisとStreptocarpus rexiiに共通するイワタバコ科特有の全ゲノム重複イベントが存在することを示唆した。これらの成果を、ゲノムアッセンブリ、アノテーション結果と合わせて論文として投稿した。
ロングリードシーケンスデータを用いた葉緑体ゲノムとミトコンドリアゲノムの新しいアッセンブリ法を開発し、Plant contig clustering based assembly (PLCL) pipelineとして発表した。この方法をモデル種のシロイヌナズナとイネのデータでも試し、完全長葉緑体ゲノムをアッセンブリできることを示した。
葉分裂組織による葉発生に関与する遺伝子同定のため、一葉種S. grandisとロゼット種S. rexiiの交配集団より得た準同質系統植物集団のDNAサンプルを得ている。本年度、このサンプルを用い、96検体のゲノムシーケンスライブラリを作成した。Illumina社のNovaseqシステムで作成したライブラリのシーケンスを行い、約130Gbのデータを得た。
96検体のデータを、表現型ごとにまとめ、予備的にゲノムワイド関連解析を行ったところ、強いシグナルが見られた。一方で、複数のシグナルがゲノム上に散見され、擬陽性シグナルも多く含まれている可能性を示唆し、今後は擬陽性シグナルを除く方法を開発する必要性が示された。
一方、遺伝子機能に迫るため、ロゼット種S. rexiiの重イオンビーム照射変異体のスクリーニングを行ったところ、一葉形質を示す変異体が観察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、ゲノム解析を中心に行い、ゲノムアッセンブリ、アノテーション、及びイワタバコ科の全ゲノム重複解析を完了、論文を投稿することが出来た。
変異体のスクリーニングは順調に進んでおり、目的の形質を示す変異体候補の取得に成功した。
一方で、コロナ禍の影響もあり、ゲノムワイド関連解析のためのシーケンスデータ取得に大幅な遅れが見られた。そのため、解析が遅延してしまい、データ解析を完了することが出来なかった。そのため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
予備的なゲノムワイド関連解析の結果、複数の強いシグナルがゲノム上に観察されたが、多くは擬陽性であると考えられる。擬陽性シグナルを減らすため、レファレンスゲノムの連続性を向上させることが有効であると考えられる。そこで、これまでに得られている遺伝子地図と比較し、ゲノムのスカフォールディングを行う。染色体レベルのアッセンブリを作成することを目指し、得られたレファレンスゲノムを用いて再度ゲノムワイド関連解析を行う。同時に、これまでに得られているRADseqデータを用いて、葉発生に関与するQTL解析を再度行い、QTL解析とゲノムワイド関連解析の結果を比較・考察することで、真陽性シグナルを同定することを目指す。
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| Causes of Carryover |
本年度、ゲノム解析に関する論文をPlant Direct誌に投稿し、アクセプトされた。しかし、その後出版までに、コロナ禍のため大幅な遅れが生じ、本年度中に、論文を発表することと、そのための支払いを完了することができなかった。そのため、次年度は論文発表費として、予算を執行する予定である。
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| Remarks |
protocol.io データベースに、オルガネラゲノムアッセンブラ―法、及び植物からの高分子DNA抽出法の記載を登録した。
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Research Products
(8 results)
