The resistance mechanism of Japanese black pine to pine wilt disease by eQTL analysis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40010:Forest science-related
• Research Institution: Forest Research and Management Organization
• Principal Investigator: Hirao Tomonori 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (90457763)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松永 孝治 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (40415039) ; 岩泉 正和 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (50391701)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: クロマツ / マツ材線虫病 / 遺伝子発現 / 抵抗性 / eQTL

Outline of Final Research Achievements

We detected genetic variants, mainly single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the RNA sequences of F1 family for resistance to pine wilt disease (PWD), and constructed a high-density linkage map of Japanese black pine. Linkage analysis between the constructed linkage map and phenotypic information obtained by the inoculation test enabled us to narrow down more detailed genetic regions (QTL) related to PWD resistance. Furthermore, it was possible to detect loci involved in PWD resistance for the gene expression level by performing association analysis (eQTL analysis) using the constructed linkage map information and gene expression information. The relationship between gene location on the genome and its regulation in genetic characteristics related to PWD resistance was comprehensively demonstrated.

Free Research Field

森林遺伝育種

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、抵抗性の遺伝的要因と発現遺伝子の関連解析から抵抗性関連遺伝子群を特定するとともにゲノム上での制御関係を明らかにする遺伝子レベルでの包括的な研究の試みであり、マツ材線虫病における抵抗性及び発病機構解明に向けた新たな取り組みである。本研究において特定する抵抗性関連遺伝子群の情報は、その塩基配列情報、遺伝子発現情報、さらに推定上の遺伝子機能情報をもとに抵抗性反応に関わる生理及び生化学的防御反応といった表現形質レベルにおける抵抗性メカニズムの解明に繋がり、さらに抵抗性反応と対極に位置する感受性側の発病機構にも迫ることができる。