2021 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanism of linalool mediated field resistance of citrus canker disease ( Xanthomonas citri subsp. citri)
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19K06041
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
島田 武彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 主席研究員 (10355399)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | GRAS-Di / かいよう病 / 遺伝子地図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
温暖化の進行により被害が深刻化するカンキツかいよう病の抵抗性品種の開発に向けて、ポンカン等にみられるカンキツかいよう病圃場抵抗性の原因物質であるリナロールが抵抗性品種で高含有化されるメカニズムを明らかにする。高含有化の鍵となる原因遺伝子の同定により圃場抵抗性を有するカンキツ新品種の開発に結びつく新規知見を獲得する。
本研究では、ポンカンの実生後代を用いてGRAS-ID法を用いて高密度遺伝子地図を作成し、関連遺伝子の遺伝子座、カンキツかいよう病抵抗性、リナロールの高含有化に関わるゲノム領域をマッピングし、その相関を明らかにする。また、リナロール高含有化に関わる遺伝子の同定するために、カンキツの公開ゲノム配列を基にリナロール含有量がマッピングされたゲノム領域中の予測遺伝子から、リナロールの生合成や代謝に関わる候補遺伝子を選抜する。 さらに、リナロールの含有量が高いポンカン、含有量の低い「はれひめ」、及びその実生後代の葉における関連遺伝子のRNA-SEQによるトランスクリプトーム解析を行い、高含有個体と低含有個体の間で有意に発現変動する遺伝子を選抜する。
令和3年度は、「はれひめ」とポンカンの交雑実生集団を用いたQTL解析により、リナロール含有量と接種したかいよう病原菌の生育数について検出されたQTL座にある180遺伝子の中から、リナロールの含有量の制御に係る候補遺伝子を絞り込むため、リナロール含有量に差異がみられる両親のポンカン、「はれひめ」、および実生個体の葉からRNA-SEQ解析を実施した。また、遺伝子地図の高密度化をするために、RAD-SEQ解析実施した。
得られた知見を基に、ポンカン等にみられるリナロールを原因物質となするカンキツかいよう病の圃場抵抗性の分子生物学的特性を明らかにする。
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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
「はれひめ」×ポンカンの実生集団（HP集団）団の遺伝子地図を用いて、カンキツかいよう病接種16日後のコロニー数とリナロール含有量についてQTL解析行った結果、「はれひめ」の第3染色体のSc0003-43919271のマーカーの近傍にリナロールの含有量を低下させるQTL座(LOD値3.2、寄与率15.1%)とかいよう病の罹病性のQTL座(LOD値2.9、寄与率13.7%)のピークが重なり、リナロール含有量がカンキツかいよう病圃場抵抗性に関与する新たな知見を得ている。また、QTL座には、180種類の予測遺伝子が座上することがあきらかとなり、LRRタンパク質、プロテインカイネース、ストレス応答や糖・二次代謝成分の制御に係る転写因子、ジャスモン酸のシグナル伝達等に係る遺伝子が複数見られた。このよう慮域をさらに絞るために、GRAS-Di解析によりマーカー分析を実施し、SNP多型データを取得した。また、「はれひめ」、および実生個体の葉からRNA-SEQ解析を実施し、リナロール含有量の高いグループでは、30種類の遺伝子が、リナロールの含有量が低いグループでは、30種類の遺伝子に発現量に有意な差がみられ、グループ特異的に発現していることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析において、リナロールの含有量に影響を及ぼすカンキツ第3染色体上に検出されたQTL座にある180遺伝子の中から、リナロールの含有量の制御に係る候補遺伝子を絞り込むため、リナロール含有量に差異がみられる両親のポンカン、「はれひめ」、および実生個体の葉のRNA-SEQ解析データを整理し、リナロールの含有量が高いグループと低いグル-プの間で、発現量に有意差がある遺伝子を抽出し、検出したQTL座内の180遺伝子との比較を行い、両解析で共通する遺伝子を抽出する。両解析で有意差が検出された遺伝子については、発現量の再現性を確認するためには、代表的なカンキツの品種を用いて、定量PCR法により遺伝子発現量の再現性を確認し、リナロール含有量に影響を及ぼす候補遺伝子とする。この他、MEP経路の遺伝子やリナロール合成酵素遺伝子の発現量を圃場抵抗性、罹病性の品種間で調査する。得られた知見を基に、ポンカン等にみられるカンキツかいよう病の圃場抵抗性の主な原因物質であるリナロールの含有量を制御する分子生物学的特性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
コロナの影響でテレワークなどの勤務が増え、研究計画通り、分析が進まなかった。次年度は、QTL解析とRNA-SEQ解析で重複する候補遺伝子について、定量PCR実験による発現量の再現性の評価などを実施する計画である。
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Research Products
(1 results)
