2023 Fiscal Year Research-status Report
Identification and functional analysis of the gene related to evolution of storage roots in sweetpotato
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23K05177
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
末松 恵祐 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 研究員 (30807996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 基泰 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (20223860)
森田 隆太郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30866075)
田中 勝 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, グループ長補佐 (60391455)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | サツマイモ / Ipomoea trifida / 野生種 / 塊根形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究では、サツマイモおよびサツマイモ野生種において根の肥大を制御する遺伝子座(qRT1)の候補遺伝子RT1(Root thickness 1)を特定している。そこで本年度は、サツマイモにおけるRT1の機能を明らかにするために、サツマイモの形質転換を行った。本研究では、まずRACE法を用いて根肥大性2倍体野生種におけるItRT1の完全長cDNA配列を決定した。また、同様に６倍体サツマイモ（品種white star）におけるIbRT1のcDNA配列をクローニングし、4種類の対立遺伝子を特定した。クローニングした配列の一部を35Sプロモーターの下流に連結して、バイナリーベクターpZH2Bに組み込むことで、過剰発現用のベクターと発現抑制用（RNA干渉用）のベクターを構築した。本ベクターを用いてアグロバクテリウム法によりサツマイモ（品種 花らんまん）の形質転換を行った。その結果、複数系統の形質転換カルスが得られ、植物体の再分化にも成功した。現在はin vitroで維持し、実験に供試できる段階にある。
また、根の肥大性に関わるqRT1以外の新規QTLを特定するために、qRT1を有するが根の肥大性が多様な集団を用いて遺伝解析を行った。QTL-seq法を用いて、根の肥大が小さい系統群と根の肥大が大きい系統群の全ゲノムにわたるDNA多型を比較したが、これらの系統群間で明瞭な差異は検出できなかった。そこで、新たな解析集団の作成に着手した。６倍体サツマイモと６倍体野生種のF1系統に対し、６倍体野生種を２度戻し交配した種子117粒を得た。また、６倍体サツマイモと2倍体野生種を交配して得られた４倍体雑種と４倍体野生種を交配して、新たに25粒の種子を得た。次年度以降、これらの集団を用いてサツマイモ塊根の進化に関わる新規QTLの探索を行う。
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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
当初の予定通り、サツマイモの形質転換体が複数系統得られた。
また、新規QTLの特定には至らなかったが、新たな解析集団が準備できたため次年度以降も滞りなく研究を遂行できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は、作成したサツマイモ形質転換体から遺伝子発現量が変化している系統を絞り込む。さらに、対象遺伝子が抑制または過剰発現された系統を実際に栽培し、表現型の変化を調査する予定である。また、６倍体サツマイモと６倍体野生種の戻し交配集団を用いて、塊根形成能に関わる遺伝解析を実施し、新規QTLを特定する。
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| Causes of Carryover |
次世代シーケンスに要する費用が想定より抑えられた。次年度以降の計画を一部変更したため、新しく育成した解析集団のシーケンスに活用する。
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