Application of chromosome analysis on genome studies in fruit trees

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24580046
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 山本 雅史 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (00305161)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 教臣 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, その他, 研究員 (50355369) ; 山本 俊哉 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, ユニット長 (60355360) ; 清水 徳朗 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 上級研究員 (90355404)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 染色体 / ゲノム / ナシ / リンゴ / FISH / BAC-FISH

Outline of Annual Research Achievements

本研究は我が国の主要果樹におけるゲノム研究を利用した新品種開発技術をより一層発展させることを目的として実施した。特にナシを供試して、染色体標本作製技術の開発、染色体と遺伝子との関係、ナシの属するバラ科ナシ亜科の染色体構成の特徴について検討した。
原品種と同じ遺伝子型を備える葉を材料とした染色体分析法を開発した。長さが約2cmの幼葉を材料とした酵素解離空気乾燥法による染色体標本作製の最適条件は以下の通りであった。酵素組成は4％セルラーゼオノズカRS、1.5％マセロザイムR200および0.3％ペクトリアーゼY-23で、処理温度は37℃、酵素処理時間は60～75分。この条件で、1スライド当たり約10個の染色体標本が作製できた。
次に、Alternaria Kikuchianaによって発生する二ホンナシの重要病害ニホンナシ黒斑病の二ホンナシにおける本病抵抗性/感受性遺伝子の染色体上の位置を検出した。本実験にはこの領域を含むBACクローンを用いた。ブロッキングDNAを用いずに蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH)を実施すると、多数のシグナルが観察された。これはBACクローンに含まれる反復配列が多数の染色体領域にハイブリダイズした結果と考えられた。不要なシグナルの出現を防ぐためナシの全DNAをブロッキングDNAとしてFISHを行ったところ、2本の染色体の端部にシグナルが観察できた。これらは第11連鎖群の上部末端に座乗する黒班病因遺伝子座と考えられた。
続いてナシと同じくバラ科ナシ亜科に属するリンゴの染色体構成をナシと比較した。両者間で18S-5.8S-25SｒDNA数は若干異なったが、5SｒDNAの位置・数は一致し、両者の染色体構成は極めて類似していた。ナシとリンゴのゲノムの類似性を染色体面からも確認できた。