Analysis of the molecular evolutional mechanism of seed dormancy genes and development of precision breeding technology in barley and wheat

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00943
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Sato Kazuhiro 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (60215770)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安倍 史高 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 主任研究員 (30370547) ; 大西 一光 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (50526704) ; 久野 裕 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70415454)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ゲノム編集 / 遺伝解析 / 育種技術

Outline of Final Research Achievements

Genome editing of barley seed dormancy genes Qsd1 and Qsd2 was performed to confirm that dormancy was prolonged when Qsd1 and Qsd2 alone and both, respectively, were mutated. A triple mutant of TaQsd1, the wheat homoeologous gene of barley Qsd1, was generated by genome editing, and a clear prolongation of seed dormancy was confirmed. Furthermore, we performed high quality genome sequencing of the wheat cultivar "Fielder" used for genome editing, confirmed that there were no exogenous genes or off-target mutations, submitted a field cultivation test to the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, and conducted a seed dormancy test.

Free Research Field

遺伝育種科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

種子休眠性遺伝子のゲノム編集およびその手法、オオムギおよびコムギのゲノム解読などの研究内容は、主要な国際雑誌に掲載され、その後海外からの種子分譲依頼、国際学会での講演依頼などがあり、国際的にも高く評価された。また、本研究でのオオムギおよびコムギのゲノム編集はいずれも国内初の実施例であり、一般向け書籍および商業誌の執筆依頼などがあり、すでに出版されている。また、コムギのゲノム編集個体の野外栽培は、農研機構で最初のゲノム編集の野外栽培例であり、育種への貢献が期待されている。