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2022 Fiscal Year Annual Research Report

‘ししとう’から見出されたトウガラシの辛味低減に関与する新規2遺伝子の特定

Research Project

Project/Area Number 22J13069
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

近藤 文哉  信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2022-04-22 – 2024-03-31
Keywordsトウガラシ / ししとう / カプサイシノイド / QTL解析 / 比較ゲノム・トランスクリプトーム解析
Outline of Annual Research Achievements

申請者らはこれまで、野菜用トウガラシ‘ししとう’から辛味低減に関わる2遺伝子座(Shql3・Shql7)を見出しており、これらはトウガラシ育種時の辛味強度調節に活用できる可能性がある。そこで本研究では、‘ししとう’のゲノム・トランスクリプトーム解析により、当該2遺伝子座の原因遺伝子を特定することを目的とした。本年度はまず、‘ししとう’と辛味品種‘鷹の爪’の全ゲノムリシーケンスを実施し、その膨大な品種間多型データを活用して、Shql3・Shql7近傍に遺伝子型判別マーカー(HRM法を使用)を設計した。これらの遺伝マーカーを用いて‘ししとう’ב鷹の爪’交雑F2集団の遺伝解析を行い、Shql3・Shql7近傍領域においてマーカー密度の高い連鎖地図を作成した。その後、辛味強度(カプサイシノイド含量)に関する量的形質遺伝子座(QTL)解析を行い、Shql3・Shql7の座上領域の再推定を行った結果、それぞれ4 Mbp以内に座上領域を絞り込むことが出来た。原因遺伝子の同定に向け、snpEffソフトウェアを用いた比較ゲノム解析を行い、Shql3・Shql7の推定座上領域における‘ししとう’と‘鷹の爪’間のゲノム変異を網羅的に調査した。また、比較トランスクリプトーム解析により、両品種間の遺伝子発現変動についても調査を行った。これらのデータを統合し、‘ししとう’と‘鷹の爪’の発現量に有意な差異がみられる遺伝子や、ナンセンス変異等の重大な変異を有する遺伝子を探索した結果、Shql3・Shql7のそれぞれで約100遺伝子を候補遺伝子としてスクリーニングすることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

辛味低減に関わる2遺伝子座(Shql3・Shql7)の座上領域をこれまでよりも大幅に狭めることができた。また、その推定領域内の遺伝子配列・発現変異を明確化し、候補遺伝子のスクリーニングができた。

Strategy for Future Research Activity

今後は推定された2遺伝子座(Shql3・Shql7)の座上領域内にDNAマーカーを複数設計し、‘ししとう’ב鷹の爪’交雑F2集団を用いた遺伝解析によって、さらにその座上領域を絞り込む。そして、2022年度と同様に比較ゲノム・トランスクリプトーム解析を行うことで、原因遺伝子を明らかにする。また、原因遺伝子の育種利用に向け、その遺伝子型を識別するDNAマーカーの設計を試みる。

  • Research Products

    (3 results)

All 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Genetic analysis of pungency deficiency in Japanese chili pepper ‘Shishito’ (Capsicum annuum) revealed its unique heredity and brought the discovery of two genetic loci involved with the reduction of pungency2022

    • Author(s)
      Fumiya Kondo, Koyuki Umeda, Sathya Prabandaka Sudasinghe, Moe Yamaguchi, Shintaro Aratani, Yui Kumanomido, Kazuhiro Nemoto, Atsushi J. Nagano, Kenichi Matsushima
    • Journal Title

      Molecular Genetics and Genomics

      Volume: 298 Pages: 201-212

    • DOI

      10.1007/s00438-022-01975-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RNA sequencing in parthenocarpic chili pepper (Capsicum annuum) fruit reveals genes involved in transcriptional regulation of capsaicinoid biosynthesis genes responsible for the fluctuation of pungency2022

    • Author(s)
      Fumiya Kondo, Yui Kumanomido, Kazuhiro Nemoto, Kenichi Matsushima
    • Journal Title

      Scientia Horticulturae

      Volume: 306 Pages: 111456

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2022.111456

  • [Presentation] ‘ししとう’(Capsicum annuum)から見出された辛味低減に関与する2遺伝子座Shql3・Shql7の遺伝効果の評価2022

    • Author(s)
      近藤文哉, 梅田小雪, 根本和洋, 松島憲一
    • Organizer
      園芸学会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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