Production of homogenous population by controlling the sex in garden asparagus

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19197
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 菅野 明 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (10260449)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: アスパラガス / PDS遺伝子 / 形質転換

Outline of Annual Research Achievements

①アスパラガスPDS遺伝子の単離について：AspPDS配列情報を元にプライマーを作成して若茎の先端部分から作成したcDNAプールを鋳型に用いてPCRを行い、特異的な増幅産物を得た。このPCR産物をプラスミドベクターにクローニングし、塩基配列を決定した。この塩基配列は他の植物から単離されているPDS遺伝子と高い相同性を有しており、アスパラガスPDS遺伝子（AspPDS）の単離に成功した。データベースで公開されているアスパラガスゲノム配列と比較すると１アミノ酸異なっていたが、これは品種間差異の可能性が高いと考えられた。
②アスパラガスにおける雌蕊形成抑制遺伝子（SOFF遺伝子）の機能解析：SOFF遺伝子とそれに酷似している遺伝子配列について性との連鎖を確認することで、性決定遺伝子SOFFのcDNA配列を特定した。
③アスパラガス自殖後代取得の試みアスパラガス雄株自殖後代の遺伝子型および形態調査：間性株自殖後代は雌株（XX）、雄株（XY）、超雄株（YY）が１：２：１の割合で生じることが予想される。近年、XおよびY特異的な配列を用いたプライマー（RM17）がアメリカの研究者によって開発され、当研究室保有の間性株自殖後代を用いてRM17プライマーの有効性を調査した結果、当研究室保有の系統でも雌株、雄株、超雄株が区別できることが確認できた。しかしその後の研究でアスパラガス品種によっては適用できないものもあることがわかった。そこで、RM17マーカー近傍領域を様々なアスパラガス品種で比較解析し、食用アスパラガスの２つの性染色体（X及びY）を区別できる新規DNAマーカー（SSM01）を開発した。