イネの分枝パターン形成と小穂器官形質形成を繋ぐ遺伝的プログラムの解析

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K05986
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 永澤 信洋 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (90599268)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永澤 奈美子 (佐藤奈美子) 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00535289)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: FZP / LAX2 / 修飾

Outline of Annual Research Achievements

2次枝梗がなくなることが特徴のlax panicle 2(lax2)突然変異体に類似の形質を示す突然変異体を単離し、解析した結果これがlax2-5であることを明らかにしたが、この過程で、インディカイネ品種Kasalathとの交配で得たF2集団でlax2-5では見られない形質を示す個体が分離した。これらの個体は、異常を示す小穂の頻度は大きく振れるが、内外穎を形成せず、代わりに折れ曲がった枝梗を形成する。分離比からlax2-5をホモで持ち、かつ　lax2-5の形質を修飾するカサラス由来の劣性の因子が共に働くことで、この形質が発現すると推測できた。そこで、この修飾因子と考えられる遺伝子のマッピングを行い、現在100Kbほどの大きさにまで候補領域を狭めた。この領域にはFRIZZY PANICLE（FZP）遺伝子が座上しているため、おそらく原因はカサラス由来のFZP遺伝子（FZPka）であると考えられた。FZPkaにアミノ酸配列に違いがあるか対応するゲノムDNAの配列を調べたが、違いは認められなかった。そこで既に明らかにされているカサラスのゲノム配列と日本晴の塩基配列をFZP座の周辺で比較したが、大きな違いのある領域は開始コドンよりかなり離れた場所にしかみられなかった。現在JaponicaのFZP座のいくつか異なる領域を、異常を示す個体に導入するためのコンストラクションを行なっている。
lax2-5とabberant panicle organization1との、二重劣性突然変異体の花器官の解析では、にin-situ hybridizationを行うため、昨年度プローブの作成を行なった。現在in-situ hybridizationの準備のための切片作成を行なっている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

予定ではin situ hybridizationを昨年おこないたかったが、FZPとlax2の関係に時間を割いた。しかし進展自体はあったので、やや遅れている程度で良いと考えている。

Strategy for Future Research Activity

LAX2とFZP遺伝子との関係については、FZPka遺伝子のlax2ホモ及びLAX2ホモでの発現をRTで調査や、FZPの機能低下を発現量の低下で説明できるかまず検討する必要がある。これによりFZPの発現が低下していることが明らかになった場合、いくつかの領域に制御領域を分けた形質転換用のベクターを構築し、lax2ホモを遺伝的背景にもったFZPkaの形質がこれらのベクターの導入により回復するか形質転換体を用いて調査する必要がある。またlax2を修飾するFZP対立遺伝子がカサラス以外にも分布するのかまたその範囲はどの程度であるのかを調べるために、10品種ほどの海外の品種とlax2-5を交配しF2集団を作成する予定である。

Causes of Carryover

計画にあるin situ hybridizationは昨年にも行う予定であったが、昨年はプローブ作成程度しか行わなかったため。