2019 Fiscal Year Research-status Report
イワテヤマナシ遺伝資源を用いた香気関連遺伝子多型と香気成分多型の関連解析
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19K06017
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
片山 寛則 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (50294202)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 香気関連遺伝子 / AAT / denovoアセンブル / Iso-seq / イワテヤマナシ / 幸水 / DNAマーカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は香りナシの育成に向けて、イワテヤマナシが持つ有用形質の一つである果実の香気成分生成の分子メカニズムを明らかにすることが目的である。香り豊かなイワテヤマナシの在来品種‘ナツナシ’と香りの弱い栽培品種‘幸水’との交配後代を用いた香気成分のQTL解析により、‘ナツナシ’の第2連鎖群(LG2)に 最も寄与度の高いエステル系香気合成遺伝子PuAAT1を見いだしている。本年度は‘ナツナシ’と‘幸水’のロングリードNGS解析によるdenovoアセンブリを行った。‘ナツナシ’のwhole genomeには13種類のAAT遺伝子ファミリーが見つかった。LG2にはAAT遺伝子が2種類座乗していた。また‘ナツナシ’と‘幸水’のロングリードIso-seq解析を行い、2種類のAAT遺伝子の発現量を確認した。2種類のAAT遺伝子のうち‘ナツナシ’と‘幸水’の交配後代2集団にてAAT遺伝子と香気成分含有量との関連解析を行いナツナシの香気をつかさどるPuAAT1遺伝子を特定した。また‘幸水’にてAAT1遺伝子の発現が無いことも確認した。‘ナツナシ’で発現しているPuAAT1遺伝子は‘幸水’のそれと塩基配列が完全に一致したが、その調節領域に1ヶ所でSNPが見つかった。また対立遺伝子座のContigを調べた結果、‘幸水’由来のAAT1対立遺伝子座を含む約50KBのDNA欠損が見つかり、AAT1対立遺伝子が欠失していた。‘ナツナシ’と‘幸水’間で見つかったSNPのDNAマーカーとしての検証を交配集団と香りを持つイワテヤマナシ遺伝資源を用いて行っている。
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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
本年度は計画通り、‘ナツナシ’と‘幸水’のロングリードNGS解析によるdenovoアセンブリを行った。‘ナツナシ’のwhole genome中に13種類のAAT遺伝子ファミリーが見つかった。QTL領域のLG2にはAAT遺伝子が2種類座乗していた。これらのどちらかが香気に関連したAAT1遺伝子か把握するため‘ナツナシ’と‘幸水’のロングリードIso-seq解析を行った。ロングリードIso-seq解析は研究計画段階には予定してなかったが、技術の急速な進歩から解析が可能となったため急遽実験に取り入れた。Iso-seqにより2種類のAAT遺伝子の発現を確認したため‘ナツナシ’と‘幸水’の交配後代2集団にて2種類のAAT遺伝子と香気成分含有量との関連解析を行い、ナツナシの香気を司るAAT1遺伝子を特定した。また‘幸水’ではAAT1遺伝子の発現が無いことも確認した。‘ナツナシ’で発現しているAAT1遺伝子は‘幸水’のそれとコーディング領域の塩基配列が完全に一致した。そこで調節領域を比較したところ候補となるSNPが1ヶ所見つかった。またContig中にAAT1遺伝子の対立遺伝子座も見つかり‘幸水’のAAT1遺伝子の対立遺伝子座は約50KBにわたるDNA欠損が生じており、AAT1対立遺伝子は欠失していた。NGS解析により香気を司る遺伝子が特定された。これらの結果は当初予想を超えており、本課題はおおむね順調に進行中である。‘ナツナシ’と‘幸水’間で見つかったSNPのDNAマーカーとしての有効性の検証を交配集団と香りを持つイワテヤマナシ遺伝資源を用いて行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度発見したイワテヤマナシの在来品種‘ナツナシ’の香りを制御していると思われるSNPが香りのある果実を持つイワテヤマナシ遺伝資源にてどの程度保有されているかシーケンス解析かSNapshot解析により明らかにする。また香りを持つニホンナシ栽培品種の平塚16号、セイヨウナシ、チュウゴクナシ等についても同様の遺伝子発現制御機構が働いているか確認する。また‘ナツナシ’でAAT1遺伝子の次に効果の大きいQTLを示したLOX遺伝子についてもWhole genome情報から特定する予定である。
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