2022 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of a novel sex determinant gene and elucidation of the diversification mechanism of sex expression in melon
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22H02333
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
吉岡 洋輔 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (50462528)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 雑草メロン / 花性 / 主枝成性 / 性決定 / 果実形態 / エチレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では特異的な性表現を示す瀬戸内海の島に自生する雑草メロンと世界の多様な遺伝資源を用いて新規性決定遺伝子を同定するとともに、東洋に伝播したメロンにおける性表現の多様化機構を解明することを目的としている。令和4年度は（1）戻し交雑等による遺伝解析材料の育成と、（2）雑草メロンのリシーケンス解析、（3）F1育種における新規性決定遺伝子の有用性の検証を行った。具体的な研究内容とその成果は次の通りである。
（1）半促成栽培および抑制栽培において、雑草メロンを１回親、アールス系メロンの代表品種であるアールスフェボリット春系3号（EF）を反復親とする戻し交雑を進めた。
（2）雑草メロンのリシーケンスを行い、第3染色体および第8染色体上の新規性決定遺伝子座近傍の塩基配列をアールスフェボリット春系3号と比較し、ポジショナルクローニング用のマーカーを作成した。なお、当該領域において両系統の間に大きな構造変異は認められなかった。
（3）第3染色体に座乗する新規性決定遺伝子の育種利用における有用性を評価することを目的に、遺伝的背景が大きく異なる品種群に属する8品種・系統（花粉親）と雑草メロン（種子親）の交雑を行い、得られたF1の性表現を調査した。その結果、全ての交配組合せで主枝成性（主茎の各節に雌花または両性花を着生する）を示したことから、雑草メロンが有する第3染色体上の新規性決定遺伝子（主枝成性遺伝子）は広範な品種群において容易に主枝成性を付与できる遺伝子として極めて有用であると考えられた。一方、花粉親として用いた8品種・系統における既報の性決定遺伝子（3遺伝子）の遺伝子型は全て同一であったが、F1の性表現（単性-両性）は花粉親間で異なった。これは花粉親間の第8染色体に座上する両性花性関連遺伝子の対立遺伝子の違いや未知の遺伝的要因に起因するものと考えられ、今後さらなる検証が必要である。
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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
当初の計画通り、本年度は戻し交雑等による遺伝解析材料の育成と雑草メロンのリシーケンス解析を進め、戻し交雑の回数（および世代数）やポジショナルクローニングのためのマーカー開発等、想定どおりの成果が得られた。また、当初の予定にはなかったが、F1育種における新規性決定遺伝子の有用性の検証するための実験を立案・実施し、本研究が対象とする性決定遺伝子の実用性を示す重要な結果が得られたとともに、新たな研究課題も見つかった。以上の点から、本課題の現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は（1）戻し交雑等による遺伝解析材料の育成を進めるとともに、（2）本年度に開発したポジショナルクローニング用マーカーを用いて、戻し交雑後代の性表現と遺伝子型との関連を調査し、QTLの位置と効果を再検証する。また、（3）多様な遺伝的背景をもつメロン遺伝資源約100点の性表現を調査するとともに、既報の性決定遺伝子のシーケンス解析を行う。
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