2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of coordinated regulation mechanism of cytochrome P450 genes: key genes for multiple-herbicide resistance in Echinochloa phyllopogon
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19H02955
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岩上 哲史 京都大学, 農学研究科, 助教 (00761107)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤木 剛士 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (50611919)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 解毒型抵抗性 / タイヌビエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）タイヌビエ交雑後代（F5）約120集団について、ddRAD-seqライブラリを構築し、Hiseq4000でシーケンスした。中国産タイヌビエのドラフトゲノムにマッピングし、遺伝子型を決定した。F5世代の除草剤感受性について、F6世代の感受性を評価することにより推定した。遺伝子型と表現型の情報からゲノムワイド関連解析（GWAS）を行ったところ、抵抗性と関連する２つのコンティグが同定された。これらのコンティグを染色体レベルのアセンブルが行われているヒエ属２倍体種のゲノムと比較すると、単一のゲノム領域に対応することが明らかになった。そこでF5世代の遺伝子型から連鎖地図を構築しQTL解析を行ったところ、１つの領域が検出された。以上の結果は、F2世代における抵抗性の分離比などから推定されてきた、単一遺伝子座支配の仮説を支持するものである。
（２）タイヌビエプロトプラストを用いた一過的形質転換実験について良好な結果が得られなかったため、核ゲノムへの形質転換を試みることにした。産地や形態的特性の異なるタイヌビエ７系統についてカルスを誘導し、その培養特性や再分化能を評価したところ、いずれについても良好な系統が１つ見つかった。本系統由来のカルスについて、ハイグロマイシンとグルホシネートの感受性を評価したところ、グルホシネートに高い感受性を示したため、選抜薬剤にはグルホシネートが有効であると考えられた。GUSやGFPのレポーター遺伝子を利用し、アグロバクテリウム法で形質転換を試みたが、形質転換体は得られなかった。
（３）多剤抵抗性発現機構について知見を得るため、VLCFAE阻害剤チオベンカーブの抵抗性について検討した。これまでに評価した除草剤については抵抗性形質が交雑後代で連鎖したが、チオベンカーブについては連鎖が認められなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2019年度の遅れに加え、コロナ禍での研究制限などの影響により予定通りの進捗が得られなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
GWASで特定した抵抗性原因遺伝子の候補領域は、タイヌビエドラフトゲノムでは２つのコンティグにまたがるため、新規にゲノムを解読し、本領域の塩基配列を決定する。DNA領域をさらに絞り込むため、遺伝学的解析をさらに進める。タイヌビエカルスの形質転換について、パーティクルガン法を検討する。
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