2021 Fiscal Year Research-status Report
Characterization of the causative gene of Csc1, an self-compatible locus of Chrysanthemum seticuspe
| Project/Area Number |
21K05564
|
|---|
| Research Institution | Kochi University |
|---|
Principal Investigator |
中野 道治 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (40705159)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草場 信 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (20370653)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | キク / 自家和合性 / ゲノム解析 / ポジショナルクローニング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
キクタニギクに見出された自家和合性遺伝子座Csc1の原因遺伝子を明らかにするためポジショナルクローニングを進めた。自家和合性及び自家不和合性の野生系統のリシークエンス解析データを精査した結果、候補領域近傍において、エキソン内にトランスポゾン挿入が認められる遺伝子が存在した。この変異はcsc1変異を持ち和合性であるGojo-0系統、csc1の起源となったAEV02系統はホモで有しているがキクタニギク野生株であるAEV12、AEV13、AEP215の各系統、全ゲノムシークエンスが公開されたリュウノウギクはこの変異を持たず、csc1の原因遺伝子である可能性が考えられた。そのため、この遺伝子が原因遺伝子となっているかを中心に研究を進めた。
この遺伝子はcsc1変異を持たず自家不和合性であるキクタニギク系統及びリュウノウギク系統では600AAからなる。それに対してcsc1変異を持つ系統ではトランスポゾン挿入に伴うフレームシフトにより460AAとC末端を欠く配列となっていた。遺伝子発現を調べたところ、雌ずいで特異的に発現しており柱頭での不和合性反応に関与する可能性が考えられた。
この遺伝子の変異が不和合性から和合性の変化を引き起こすかを明らかにするため形質転換実験を進めている。特に、①野生型のCDS配列をGojo-0に導入して過剰発現させることでの相補性検定、②RNAiコンストラクトを作成し不和合性の野生株へ導入させることでのノックアウトの作成を進めており、これらの植物体を育成して表現型観察を行うことでcsc1の原因遺伝子であるか否かを明らかにしたい。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画で候補としたSLPK遺伝子の近傍の遺伝子において和合性系統特異的なトランスポゾン挿入が見つかった。この挿入はエキソン領域に認められ当該遺伝子が破壊されていると考えられたことから、この遺伝子を標的として詳細な解析を進めることとした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
csc1変異を持つGojo-0、AEV02系統においてトランスポゾンが挿入されていることが明らかにされた遺伝子について形質転換による検証を進める。現在のところ、形質転換用のコンストラクト作成が完了しリーフディスク法による形質転換体の作出を進めている。作出された形質転換体について開花させて自家和合性／不和合性を評価することで表現型への関与を明らかにする。
自家和合性/不和合性の分離は戻し交雑集団において認められるが、昨年度の交配では花粉親として用いたGojo-0系統の花粉が少なく十分な分離集団を育成することができていない。今年度はAEV02系統及びGojo-1系統を花粉親として用いて交配を行い分離集団を育成する。本課題の最終年度において分離集団を大規模展開し、正遺伝学的アプローチにより原因遺伝子候補領域を絞り込むための材料とする。
|
| Causes of Carryover |
当初の計画では、初年度に解析用コンピュータを購入することとしていたが購入しなかったため。次年度以降にコンピュータ購入に使用する。
|
