2020 Fiscal Year Annual Research Report
ムギ類における出穂期不安定化機構の分子遺伝学的解明
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19H02931
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
加藤 鎌司 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (40161096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 英隆 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30379820)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 育種学 / コムギ / オオムギ / 出穂期 / 分子遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ムギ類における出穂期不安定化の遺伝機構を明らかにするために，本年度は下記に示す系統育成及び遺伝解析を中心として研究を実施した．
初年度において，コムギ系統「超極早生」の出穂期不安定性に関わる早生遺伝子がPCL1であることを特定した．そこで，「アサカゼコムギ」の遺伝的背景で3つのPCL1遺伝子型が異なる8種類の同質遺伝子系統を解析し，出穂期不安定性（圃場出穂日の年次間変動）が遺伝子型によって異なること，2～3つのPCL1遺伝子座で早生ホモの系統で不安定性が大きいことを実証した．また，PCL1-3A, 3Dがともに早生ホモでPCL1-B1遺伝子型だけが異なる4対の同質遺伝子系統の解析により，3つのPCL1同祖遺伝子座で早生ホモの系統では15.4日早生化することを明らかにした．PCL1と相互作用して超極早生化を可能にしている新規早生遺伝子exh-2を特定すべく，初年度においてDArT-seq解析を行い，exh-2の座乗領域の候補となり得るゲノム領域を複数個（1B, 5A, 5D, 6B, 7A染色体）検出した．そこで，分離集団を栽培し，出穂日に明瞭な分離が見られる集団をいくつか見出したので，今後マーカー解析を行う予定である．
日本のオオムギ品種の早生化に大きく寄与したHvPhyCとPpd-H1が出穂期不安定化に及ぼす効果を解明するために，「春播型早木曽2号」の遺伝的背景をもち，HvPhyCとPpd-H1の対立遺伝子組合せが異なるNILsを育成中である（2種類は育成済み）．本年度はHvPhyC早生型・Ppd-H1晩生型であるNILs候補系統群（B4F3世代）を栽培し，草姿を含む表現型の選抜を進めた．
また，遺伝的背景が「春播型早木曽2号」であり，「Golden Promise」の形質転換能を有するNILsを育成中であり，本年度はB2F1集団に戻し交雑を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コムギ系統「超極早生」が保有する第2の早生遺伝子exh-2については，DArT-seq法を利用したゲノムワイドなバルク分離分析により，座乗領域の候補となり得るゲノム領域を複数個検出することができている．加えて，「超極早生」×「Geurumil」の雑種後代においてexh-2を含む早生遺伝子の分離が期待される分離集団を育成しているので，今後のマーカー解析などにより，研究期間内に遺伝子を特定できると考えている．
オオムギについても系統育成が順調に進んでおり，これらの材料を用いた出穂期の解析も進行中であることから，当初の研究目的を達成できると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
コムギの早生遺伝子PCL1については，「アサカゼコムギ」などの遺伝的背景でNILsを作出したので，引き続き，これらの系統を用いて播種期移動実験，および模擬暖冬条件下での出穂の不安定性を解析する予定である．
第2の早生遺伝子exh-2については，これまで供試してきた「超極早生」×「Geurumil」の雑種後代に加え，「超極早生」のPCL1を導入した「超極早生デュラムコムギ」を片親とする雑種後代をマッピング集団として利用可能になったので，座乗領域の候補となり得るゲノム領域における配列多型を集中的に解析し，exh-2と密接に連鎖するDNAマーカーの特定を進めることにより，候補遺伝子が絞り込まれると期待している．
オオムギも含めて出穂期の解析が進行中であることから，今後，出穂期遺伝子型と出穂期不安定性との対応を詳細に解析する予定である．
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Research Products
(9 results)
