2020 Fiscal Year Annual Research Report
イネ小胞子に潜在する個体分化能と倍数化能を活用した育種基盤の新構築
| Project/Area Number |
19H00937
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
貴島 祐治 北海道大学, 農学研究院, 教授 (60192556)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 敏央 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00442830)
長岐 清孝 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70305481)
小出 陽平 北海道大学, 農学研究院, 助教 (70712008)
金 鍾明 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (90415141)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 葯培養 / 小胞子 / 個体分化能 / 倍数化能 / イネ種間雑種 / 非還元減数分裂 / 雑種不稔性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、１）小胞子から個体分化を誘導するメカニズム、２）イネ小胞子から効率的に個体を再生するシステムの構築、３）イネ種間雑種の葯培養個体で誘導される倍数性の発生メカニズムの解明、４）イネ種間雑種の葯培養個体によって雑種不稔性を回避する遺伝機構の解析、５）葯培養個体から生じた倍数体種間雑種による新しい育種材料の開発、の5つの問題から構成されている。2020年度は主に２）と４）について進展があった。２）について本研究では、葯から抽出した小胞子を直接培養することによって効率的に植物体再生を行うことが可能かどうかをキタアケを用いて行った。培地を検討するため、葯より抽出した小胞子に対してN6液体培地とすべての成分を10倍希釈した1/10 N6液体培地を用いて培養を行った。興味深いことに希釈培地でもカルス形成が確認された。誘導されたカルスに対して再分化処理を行い、1/10 N6液体培地に由来するカルスにおいても植物体が再生された。カルス形成率に着目すると培地の濃度によるカルス形成率への影響はなかった。しかし、培養過程にある小胞子生存率は1/10 N6培地中で大きく低下することが確認された。このことから、希釈培地では、カルス形成に関与しない小胞子が死滅したことが考えられる。両培地において葯に由来するカルスは、360葯から280個以上誘導された。これらカルスの再分化実験では、1/10 N6培地に由来するカルスは、N6液体培地に由来するカルスの再分化率を大きく上回った（1/10 N6液体培地:21%、N6液体培地12%）。さらに再分化後の馴化段階での枯死率も1/10 N6培地に由来の個体が低く安定的だった（1/10N6液体培地: 6%、 N6液体培地:22%）。したがって、カルス誘導培地の違いにより、再分化の効率が異なることが示された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題を構成する上記５つの小課題については、同時並行的に進行しながら、各分担者と共同で研究を進めている。現在までのところ特に進んでいる研究は４）である。新規の雑種不稔性遺伝子の同定および四倍体種間雑種から還元した二倍体個体をもちいて、稔性に関連する遺伝的変異を検出し、現在それに関わる遺伝領域の同定をQTL解析を使って進めている。現在、候補となる遺伝子領域を見出しその領域について詳細な解析を行なっているところである。見出された遺伝領域に雑種不稔性に関連する既知の遺伝子は座乗しておらず、雑種不稔とは関連性の低い別の機能を持つ遺伝子が、四倍体種間雑種とそれに由来する二倍体の還元系統の稔性を支配している可能性が考えられる。これらの二倍体還元系統はアジアイネとアフリカイネの両方のゲノムを半分ずつ有するため、稔性の高い系統は新たな遺伝資源としても期待できる。こうしたスピンオフな進展も観察されることから、研究の進捗としては面白い展開を示してきた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、研究の進展があった小研究課題１）小胞子から個体分化を誘導するメカニズムについて、具体的なデータを提示していく予定である。これまでの成果については、随時論文として発表していく予定であるが、2021年度に発表した論文の一部も前年の成果報告に含めて研究成果として提示した。今後研究も後半に入り、得られた研究業績をコンスタントに発表することを心がけていきたい。
|
