抗菌活性に着目した発芽時耐湿性の遺伝的制御機構の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15507
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 原 尚資 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 主任研究員 (20721426)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 発芽時耐湿性 / 抗菌活性 / 遺伝解析 / ソバ

Outline of Annual Research Achievements

作物栽培において発芽時の湿害は、安定生産に深刻な問題を引き起こすことから、発芽時耐湿性育種は様々な作物において求められており、その遺伝的制御機構の解明は緊急の課題である。発芽時耐湿性に関連する性質のひとつとして不定根形成が挙げられているが、その表現型解析の再現性が低いことから詳細な遺伝解析が困難であった。一方で、殺菌水の使用や土壌・種子殺菌処理により発芽時耐湿性が向上することが示されていることから、表現型解析時の再現性の低さの理由として不定根形成能だけに注目してきたことにあると考え、新たに幼根の抗菌活性能に着目した。本研究は、播種時の冠水処理において畑作物種の中でも湿害に極めて弱いソバを用いて、抗菌活性能の差異が湿害発生時の不定根形成に与える影響を調査し、不定根形成における不定根形成能と抗菌活性能の作用を明確にした発芽時耐湿性評価、分離集団の作製とその表現型解析、および遺伝解析を実施することで、作物が有する発芽時耐湿性における遺伝的制御機構の詳細に迫るものである。
令和3年度においては、多数の品種や系統を供試した網羅的評価を実施するとともに、令和4年度での遺伝解析に向けて、効率的なゲノムワイド遺伝子型解析法を新たに構築した。得られた研究成果については以下となる。
・不定根形成率における広範な品種・系統間差が確認され、不定根形成能に差異のある両親個体を選抜することで、遺伝解析用の分離集団作製のための交配およびF1採種を終えた。
・ソバにおいて、Tailed-PCR法に基づくNGS(Next-Generation Sequencing)解析による効率的なゲノムワイド遺伝子型解析法を新たに構築した。本法はソバの全ゲノムに対して、約30万塩基間隔で特異的プライマー領域を探索し、設計可能となった1,136ペアのTailed-PCRプライマーを用いたものとなる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

COVID-19の影響により、水耕試験および抗菌活性能評価に用いるプラスチック消耗品等の納期が未定となり、試験・評価の遅延が生じていることから、引き続き令和4年度での試験・評価の実施する。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度での土耕評価により不定根形成能に差異のある両親個体を選抜し、遺伝解析用の分離集団の作製が進展したことから、令和4年度は不定根形成能の遺伝解析を進める計画である。また、令和3年度に引き続き、水耕試験および抗菌活性能評価を実施することで、水耕による簡易評価法との関連性を調査、および抗菌活性能の詳細な評価を目指す。

Causes of Carryover

当初購入計画にある水耕試験および抗菌活性能評価に使用するプラスチック消耗品費等が、COVID-19の影響により未使用となるため、これを次年度での使用とする計画である。