2020 Fiscal Year Research-status Report
バイオマーカーを利用した耐乾性コムギ育種法の確立および代謝物QTL解析
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20K06759
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
妻鹿 良亮 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教(テニュアトラック) (80738526)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 節水型耐乾性 / コムギ / 代謝物 / QTL解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アブシシン酸受容体遺伝子の過剰発現によって気孔を閉鎖気味に保つことによって蒸散を抑え、水の消費量を低下させることで、種子収量を維持できる「節水型耐乾性」形質をコムギが獲得できることを先行研究において見出した。しかし、遺伝子組換え作物の社会的許容の観点からも遺伝子の過剰発現では栽培系統としての確立は現在の時世的に難しい。そのため本研究では、43種類のDゲノムドナーを親に持つ多重合成コムギ派生(MSD)集団という多様な遺伝的背景を持つ自然交配系統から節水型耐乾性系統の探索を行う。節水型耐乾性コムギは非節水型と比較して、(1)植物体の葉表面温度が高い。(2) 炭素安定同位体比の値が大きい。(3) 1000粒種子重の低下が小さい。等の特徴が見られる。しかし、いずれの表現型のデータを取得するためには、植物を登熟まで育てる必要があるため、申請者はより簡便な選抜方法を確立することを目的に形質バイオマーカーを探索する。その候補系統を (1)~(3)の表現型を指標としてR2年度は系統選抜を行なった。スーダンの灌漑圃場においてコントロール区と乾燥区でMSD集団の栽培を行い、その登熟した葉を採取し、IR-MSで分析することで炭素安定同位体比を算出した。また、葉表面温度や収穫後の1000粒種子重の値と照らし合わせることで、節水型耐乾性および非節水型候補系統を選抜した。これらの系統を親系統として節水型と非節水型系統間で交配を行い、組換え自殖系統(RIL)集団を作製した。現在、F4系統を育成中であり、R3年度中にF7集団が揃う予定である。
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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
R2年度では、スーダンの灌漑圃場で２度目の候補系統の選抜試験を行う予定であったが、COVID-19の感染拡大により、スーダンへの渡航が制限され、また、現地のロックダウンの影響から、２年目の圃場試験のデータを取得することはできなかった。しかし、１年目のデータを基に選抜した親系統を用いて交配を行い、RIL作製を進めた。さらに、F2での炭素同位体比の値を独立した系統ごとにどのように分離するかを調べたところ、最大値と最小値の差が約10の範囲に261系統が存在することが明らかになった。このことから、交配集団内の節水型耐乾性形質の多様性が確認できた。現在、261系統をそれぞれ自殖させて世代促進を行なっている。RIL集団はR3年度中に実験系統として以後のメタボローム解析やQTL解析を行える準備が整うことが予想されることから、おおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は節水型耐乾性形質と相関の高い代謝物が何かを探るため、確立できたRIL集団の各個体のメタボローム解析を行う予定である。また、代謝物QTL解析を行うために、ゲノムシークェンスデータを取得し、ジェノタイピングを行う。系統間の変異の位置と代謝物の蓄積量の比較、代謝経路解析の結果から原因遺伝子を特定する。
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| Causes of Carryover |
分析機器の消耗品パーツ購入のため。
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Research Products
(3 results)
