サクラ属果樹の種間雑種不稔性に関する分子遺伝学的研究

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K14888
• Research Institution: Setsunan University
• Principal Investigator: 北村 祐人 摂南大学, 農学部, 講師 (10631640)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: サクラ属果樹 / 雑種不稔性 / トランスクリプトーム

Outline of Annual Research Achievements

サクラ属果樹の種間雑種においては、アンズウメやスモモウメなど品種として成立したものも存在するが、その多くは雄性不稔性を有し、果実生産や育種利用の妨げとなっている。本研究では、この雑種不稔性を制御する遺伝要因の解明を目指し、異なる雄性稔性を示すアンズウメ2品種、「節田」（稔性）および「豊後」（不稔性）を用いて解析を行った。
花芽発達の特徴としては、稔性を有する「節田」の方が不稔性の「豊後」よりも最終的な花芽重量が大きくなっており、これは成熟した花粉の生産に起因するものと考えられる。
この成熟花粉（小胞子）生産時期における細胞内部環境の比較として、網羅的遺伝子発現解析に供試するため、両品種の花芽を4つの発達段階ごとに採取し、葯からtotal RNAを抽出した。現時点ではそこからIlluminaライブラリをすでに構築しており、今後シーケンス解析を行って発現遺伝子の発達ステージ間および品種間比較を行う予定である。さらには申請者がすでに獲得している、花粉は産生するが花粉管発芽能力のないスモモウメ「露茜」のトランスクリプトームデータと合わせて、「花粉産生」および「花粉管伸長（受精）」に寄与する遺伝子を特定することを計画している。
加えて、より多様な遺伝的背景での個体を用いて不稔性程度と制御要因を解析するため、ウメ、アンズおよびアンズウメを種子親、「節田」を花粉親にした交雑を行い、現在約60個体の交雑実生を獲得し、育成中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

雄性稔性の異なるアンズウメ2品種を用い、ステージごとのmRNAライブラリを構築できている。解析に必要な大規模演算サーバに関しても、国立遺伝学研究所のスーパーコンピュータシステムのアカウントを取得済みであることから、シーケンス解析の結果が出ればその制御要因探索が遂行できる段階に達している。また、新たに遺伝解析に用いる集団も相当数を獲得できていることから、本研究はおおむね順調に進行していると判断している。

Strategy for Future Research Activity

今後はトランスクリプトーム解析を中心に遺伝要因の特定を進めるとともに、より多くの交雑個体を獲得するための交配を今年度まで継続して実施する。実生獲得の際には、交雑組み合わせによっては種子獲得が困難なものもあることが予想されるため、胚救助培養による後代獲得も検討している。
さらに並行して、アンズウメ系統の花粉発達期の葯においてゲノムワイドメチローム解析を行うことで、DNAメチル化レベルと稔性との関連性を明らかにする予定である。

Causes of Carryover

当初計画では得られたRNAライブラリのシーケンス解析までを初年度に計上していたが、コロナ禍等により研究活動が制限された時期もあり、わずかに計画に遅れが生じ、次年度の実施内容となったため。当該助成金は、シーケンス解析費用および、実生集団の維持管理やジェノタイピングにかかる物品費として使用を計画している。