2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K05980
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
津田 勝利 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 助教 (30756408)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 野生イネ / 穂分枝形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
花序の分枝数は種子の収量に直結する重要形質である。栽培イネOryza sativaは祖先の野生イネO. rufipogonに比べ穂分枝数が多く、栽培化の過程で種子数を増大させた主要因と考えられるが、どのような自然変異に起因して分枝数が増えたのかは不明である。研究代表者は、野生イネが強力な分枝抑制因子Uniaxial (Uni)を持つことを見出した。本計画では、野生-栽培種間でUniに生じた自然変異を同定するべく、以下の項目を実施した。
1. Uni原因遺伝子の同定: 昨年度決定した野生イネゲノム情報をもとに、Uni背景においてゲノム編集により２つの候補遺伝子について機能欠損変異体を作成したところ、片方の遺伝子で正常な栽培イネの穂分枝が回復した。
2. Uni表現型の再現実験: 次に、同定した遺伝子のゲノム断片をクローニングし、栽培イネに導入したところ、程度の差こそあれUniで見られる穂分枝の減少をはじめとする関連表現型が再現されることを確認した。以上の実験をもとに、Uniの原因遺伝子を特定することに成功したと結論づけた。
3. Suppressor of Uni (Suni)の存在の検証:野生イネはUniをホモ型に持つにもかかわらず、ある程度の穂分枝を形成することから、Uniと拮抗する因子が野生 イネゲノムに存在することが考えられた。そこで、Uni x 野生イネ交雑F2集団を用いてRADseqを行ったところ、Uniの表現型を抑圧する因子が少なくとも一つ存在すること、および染色体上のおよその位置を決定することができた。
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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
初年度に解読した野生イネゲノムを基盤として、本年度は実験的に候補遺伝子を特定することができた。また、RADseqによる拮抗因子Suniの推定および遺伝子同定のための交配集団作成も進んでおり、遺伝子同定に関する項目は予想以上の進展を見せている。
一方で新型コロナウィルスの流行により、実験規模を縮小せざるを得なかったため、遺伝子機能解析のための抗体作成およびレーザーマイクロダイセクション(LMD)-mRNAseqの実施を見送った。
以上を踏まえて、本研究は概ね順調に進んでいると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. Uniの発現パターンをin situ hybridizationにより調べる。また抗体を作成し、免疫染色によりUniタンパク質の局在を調べる。
2. Uniが制御する下流遺伝子経路を明らかにするため、一次枝梗分化期前後のサンプルからレーザーマイクロダイセクションによりRNAを単離し、トランスクリ プトーム解析をおこなう。
3. 多様な野生イネ系統において、Uniの存在を検証するためのゲノム学的手法を検討する。
4. 拮抗因子Suniのマッピングをすすめる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの流行により、当初計画より実験規模を縮小して行ったため、抗体作成・レーザーマイクロダイセクション(LMD)-mRNAseqによる下流遺伝子解析を見送らざるを得なかったため。
使用計画：上記の通り、抗体作成・LMD-mRNAseq解析のための試薬・解析費用に使用する。
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