Genetic control of long term storage in melons

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02948
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 牛島 幸一郎 岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (20379720)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 門田 有希 岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (30646089) ; 中野 龍平 京都大学, 農学研究科, 准教授 (70294444) ; 池田 和生 山形大学, 農学部, 准教授 (80555269)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 果肉軟化 / GWAS / メロン / エチレン / 成熟

Outline of Annual Research Achievements

メロンは一般に急激な呼吸量の増加とともにエチレンの生成と果実軟化を示すクライマクテリック型果実であるが，実際にはエチレンを感受しないノンクライマクテリック型果実や，エチレン合成量が少ない，軟化速度が遅いなど，様々な成熟様相を示す品種が存在する.メロン品種のハネデュとB2は共に棚持ち性の良い品種であるが，前者はエチレン生合成，後者は果肉軟化に変異が生じている.R3年度はB2の棚持ち性に関する研究を中心に解析を行った．
B2についてはR2年度に軟化遅延形質がF５世代で分離した．これにより１遺伝子座支配である可能性が示唆されているが，本来の予定であればF6世代で分離する予定であり，想定外の結果であった．この結果がただしいか否かを再度検証するとともにGWAS解析を行うことにした．R2年度と同じF5集団に加えてあらたにF6集団を栽培し，果肉の形質を調査した．F5に関しては前年と同様に軟化遅延形質が1:1で，F6では3:1で分離した．これらの結果から，やはり軟化遅延形質は１遺伝子座支配であると考えられた．そこで，GRAS-di解析を実施しSNPをコールして，GWAS解析を行った．その結果，高い相関を示すSNPは検出されなかった．僅かに相関が観察される遺伝子座もあったが，遺伝子型の分離比が歪んでおり信頼性が低いと考えられ，遺伝子座の特定には至らなかった．
ハネデュのエチレン合成不全については，R2年度までに典型的なクライマクテリック型果実のシャランテとのF2集団でGWAS解析やRNA-seq解析などから制御因子の特定を試みて，8番染色体に相関は見られたが候補遺伝子の特定には至っていない．他の形質と比べると相関が高くないため再度集団を作り解析を試みることにした．R3年度はF1の栽培及びF2世代の種子の回収を行い，次年度の解析のための材料を得た．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

B2の果肉軟化遅延については実験は予定通り行い，遺伝解析はR2年度の結果を支持するものであった．GWASについては相関のあるSNPが検出されていない．これに関しては，形質調査で多くの間違いが含まれる可能性と，SNPコールの不備が考えられた．特に本年度実施したgras-diの解析では全体的に得られたSNP数が少なく，メンデル遺伝と矛盾するSNPも多かった．これらに関しては他の手法でのSNPコールを検討すべきと考えられた．
ハネデュのエチレン合成不全については順調に集団を作出しており，R4年度にむけて準備が出来た．

Strategy for Future Research Activity

B2の果肉軟化遅延については，DNAが残っているので，他の手法でのSNPコールを行う予定である．同時にR2年度のハネデュ×シャランテのF2集団についてもSNPコールの方法の検討の対象とする．その結果から，R4年度のハネデュ×シャランテのF2集団の解析手法を決定する予定である．
新たに作成したハネデュ×シャランテのF2集団については，形質調査とGWAS解析を行う．GWAS解析の前に各個体の遺伝子型などを明らかにして，形質調査の精度を高める．