2021 Fiscal Year Research-status Report
Molecular cloning and characterization of grains quality stabilization for enhancement of environmental adaptability
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21K05868
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
星野 友紀 山形大学, 農学部, 准教授 (20530174)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 穂発芽耐性 / QTL / ファインマッピング / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
穂発芽耐性の有用アリルの探索とその分子機構の解明を目的に、コシヒカリ（Ksh）と穂発芽耐性の強いインド稲品種Nona Bokra（Nona）を用いたQTL解析によって、第1染色体短腕に座乗する穂発芽耐性qSdr6が見出された。ファインマッピングより、qSdr6領域内にはqSdr6aとqSdr6bの2つのQTLの存在が示唆され、それぞれの候補領域は1,358 bpと13.7 kbpまで絞り込まれた。
本研究では、qSdr6aの責任遺伝子の同定を目指し、詳細な遺伝子発現解析を行うとともに、新たにqSdr6領域の長腕側に座乗したqSdr6bにも着目し、これら2つの穂発芽耐性QTLの責任遺伝子の同定を試みた。出穂初期の胚を対象とした5つのqSdr6a候補遺伝子の発現解析の結果、NILにおけるGeneXの発現は唯一、Kshと比べて有意に低かったことから、qSdr6aはGeneXの発現を制御することが示唆された。さらに、TILLING法により単離された複数のgenex突然変異体は、著しい発芽抑制を示したことから、GeneXは発芽を正に制御する遺伝子であることが示唆された。以上の結果より、qSdr6aKshは胚形成が活発な出穂初期にGeneXのエンハンサーとして機能し、穂発芽耐性qSdr6aNonaは、qSdr6aKshに見られるエンハンサー機能が失われ、間接的な責任遺伝子であるGeneXの発現を抑制することで、穂発芽耐性を示すことが示唆された。
qSdr6bについては、ファインマッピングの候補領域内で非同義置換が確認されたGeneAとGeneCのどちらかが責任遺伝子であると考えられた。発現解析の結果、候補遺伝子はGeneAの可能性が高いと考えられた。現在、逆遺遺伝学的解析によって、qSdr6bの責任遺伝子がGeneAであるか、解析中である。
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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
本研究で対象としてる穂発芽耐性遺伝子座のうちqSdr6aについては、候補領域に推定される遺伝子が存在しなかったことから、qSdr6aは遺伝子発現調節領域であると考え、間接的な責任遺伝子GeneXの同定に成功した。逆遺伝学的解析による証明がなされたことから、現在論文作成の準備中である（Sano et al.執筆中）。また、qSdr6bについては、ファインマッピングにより候補遺伝子の特定に成功したことから、次年度は逆遺伝学的解析によってその証明を試みる予定である。いずれも、当初の想定通りの結果が得られており、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
また、穂発芽耐性遺伝子座であるイネ第9染色体に座乗するqSdr9.1とqSdr9.2についても、新規な組換え系統を作出してファインマッピングを実施した。これまでに、qSdr9.1は候補遺伝子が数個程度に絞られており、次年度には候補遺伝子の同定が期待できる。qSdr9.2はこの領域に複数のQTLの存在が示唆され、新たにqSdr9.2a、qSdr9.2b-1、qSdr9.2b-2の3つのQTLについて、さらなるファインマッピングを進めている。1つのQTL内に複数の穂発芽耐性遺伝子が存在する場合、1つの遺伝子の効果が小さいため、候補遺伝子の単離が難しいことも想定されるものの、いずれも当初の想定通りの結果が得られており、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
穂発芽耐性遺伝子Sdr6aについては、その成果を論文として公表する予定である。穂発芽耐性遺伝子Sdr6bについては、候補遺伝子GeneAの単離に成功したことから、真にSdr6bがGeneAか否かを確定するために、逆遺伝学的解析として、突然変異体の選抜を行い、その表現型の調査により証明する予定である。発芽生理学的解析から、Sdr6bはGeneAであるという結果も得られていることから、現段階でSdr6bはGeneAである可能性が極めて高いと考えており、逆遺伝学的解析の結果が得られ次第、その成果を論文として公表する予定である。
穂発芽耐性遺伝子座qSdr9.1については、候補遺伝子が数個程度に絞り込まれている。これら候補遺伝子の中から、遺伝子発現解析や逆遺伝学的解析によって、責任遺伝子を同定する予定である。また、穂発芽耐性遺伝子座qSdr9.2については、その領域内に複数の穂発芽耐性遺伝子の存在が確認されたことから、さらなるファインマッピングによって責任遺伝子の同定が可能かどうかを見極めたい。3つ全ての責任遺伝子の単離が難しい場合は、効果の高いものに標的を絞った解析を行う予定である。
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Research Products
(3 results)
