2019 Fiscal Year Research-status Report
Breeding analysis for pleiotropic effects on canopy temperature and related traits in bread wheat
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18K14443
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
山崎 裕司 鳥取大学, 乾燥地研究センター, プロジェクト研究員 (00794281)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | パンコムギ / 遺伝資源 / キャノピー温度 / 光合成 / 蒸散 / QTL / QEI / 収量性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
パンコムギの生育期のキャノピー温度（葉温度）は、収量と負の相関があり、一般に低いキャノピー温度を示す系統は高収量であるとされている。これは、気孔を常に開き蒸散量を高く保つ形質が、同時に二酸化炭素を多く取り込み光合成を盛んに行うと考えられるからである。平成２８～２９年度に行われた先行研究において申請者は、高い多様性をもつ多重合成コムギ派生集団（MSD）を用いて、このキャノピー温度と収量の負の相関を確認した。さらに、この集団のジェノタイピングデータより合成コムギの親を特定したところ、特定の親を持つ系統間で強い負の相関を示した。本研究ではこの特定の親を持つ系統を用いて分離集団を作成し、キャノピー温度と収量に関する複数のQTL解析を通し多面発現効果を持つQTLのネットワークの解明を行う。また発見されるQTLを通し、気孔開閉、光合成活性、収量の因果関係を生理学的解析によって明らかにすることにより、ネットワークの解明に用いる。令和元年度は、圃場試験に用いる分離集団のDArTseqを用いた遺伝的解析を行い、ゲノムマーカーを取得している。このマーカーと、令和２年度末に取得する予定の圃場試験での表現型データとの相関を計算する準備の一つが整った。また圃場試験に用いる分離集団（BC1F4世代以降）の種子の準備を進めており、令和２年度６月までに取得することを予定している。今後は、令和２年度の冬までに開始するスーダン圃場での栽培試験・鳥取大学施設での生理学的実験を行い、最終的に「キャノピー温度と収量に関する多面発現効果を持つQTLのネットワークの解明」を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
二年目の令和元年度において、分離集団（BC1F4世代以降）の作成・圃場試験用の種子の準備を開始している。しかし、スーダンでの圃場栽培試験使用する予定であった実験圃場の使用希望者が多く、令和元年度に栽培試験を開始する事が困難となった。そこで、現地カウンターパートナーであるスーダン農業研究機構と交渉を行い、令和元年度の栽培試験を諦める代わりに令和２年度において複数の異なる地点での実験圃場の使用を依頼し、了解を得た。そこで、令和元年度は分離集団の世代促進を優先する事を行い、現在鳥取大学乾燥地研究センター実験圃場においてBC1F5世代の173系統を生育中である。この世代の種子を令和２年度初夏に収穫し、秋までに脱穀、輸出手続きを行い、１１月末までのスーダン 現地での播種に向けて準備を進めている。また令和２年度に行う予定だった分離集団の遺伝的解析を令和元年度に行い、既にDArT解析結果が令和元年度末までに納品されている。現在は遺伝マーカーのデータを解析し、令和２年度に取得するスーダン圃場からのデータとの相関解析を行う準備をしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
三年次計画の三年目の令和２年度は、分離集団を用いたスーダン圃場での栽培評価試験、および分離集団を用いた生理学的実験を予定している。スーダンでの圃場での栽培評価試験については、複数の試験圃場での栽培試験を行うことで、単年度で異なる気象環境に対する栽培評価データを得ることができ、近年投稿論文においての条件である複数の栽培環境をクリアすることができる。また本研究に用いる分離集団は、先行研究において種子の休眠性に関わる遺伝子を含んでいる可能性が指摘されており、アブシジン酸の感受性との関連が予想される。アブシジン酸は当該研究の重要な気孔の開閉の重要な因子であり、関連する遺伝子を含む分離集団であるならば、多環境の比較をすることで、圃場レベルの気孔開閉・収量に関するデータと相関する遺伝マーカーと各々環境に対する応答を観察することができる。一方、懸念されることとして、コロナウィルスのパンデミックによる影響を考える必要性がある。スーダンでの圃場試験を行うことが困難な場合は、鳥取大学・乾燥地研究センターの圃場などの国内での栽培試験を行うことも想定し、１０月までに研究推進の方向性を最終決定する予定である。生理学的実験については、スーダンでの試験で得られたデータを基に系統数を絞って行う予定であったが、それでは令和２年度中に行うことが非常に難しくなる。そこで、先行研究で得られた種子休眠性のデータ、もしくは現在生育中の分離集団の種子を用いた炭素同位体比解析を基にした気孔の開閉度指標のデータを用いて、集団から各系統を先行して評価し、その中から特徴を示すグループを絞って解析を行うことを考えている。
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| Causes of Carryover |
理由：令和元年度に行う予定であったスーダンでの圃場試験、またそれに付随する閉鎖系実験室内での生理学的実験行うことが、当該研究のカウンターパートナーの都合により行うことができなかった。一方、次年度に行う予定であったDArTseq解析を当該年度に先行して行い、順番を組換えたことにより、解析費用の差額が生じた。
使用計画：令和２年度に行う予定であったDArTseq解析は令和元年度に実施したので、追加の解析を行う必要が出ない限り、令和2年度には行わない。一方、令和元年度に行う予定であったスーダンでの複数の異なる圃場での栽培試験を令和2年度に行い、キャノピー温度や収量データを取得する。また、同時に鳥取大学内の閉鎖系実験室内にて生理学的実験を行い、光合成や蒸散量に関するデータを取得する。
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Research Products
(1 results)
