2013 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノムワイド関連解析に基づく酸性土壌耐性の分子的理解
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24688009
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
小林 佑理子 岐阜大学, 応用生物科学部, 助教 (40610952)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ゲノムワイド関連解析 / 酸性土壌耐性 / アルミニウムストレス / 酸ストレス / シロイヌナズナ / ナチュラルバリエーション / ＳＮＰ |
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| Research Abstract |
これまでに、約２００系統のシロイヌナズナエコタイプを用いて、酸性土壌耐性（主にアルミニウムストレス耐性、低ｐＨストレス耐性）に関するゲノムワイド関連解析（GWAS）を行い、耐性に関連するゲノム領域（SNP：一塩基多型）を多数検出した。
両ストレスにおいて耐性形質と関連性の高いSNP群を比較したところ、それらは互いに異なるSNPであり、この２つのストレス耐性バリエーションに関与する遺伝的主要因は異なることが示唆された。また、遺伝学的背景で分集団に分けた場合、有意な産地間差は確認されなかった。一方、分集団の中で有意に異なる耐性を示すエコタイプは確認された。
Ａｌ耐性に高い関連性を示したあるSNPの近傍にはＡｌ耐性遺伝子のひとつであるリンゴ酸トランスポーターＡＬＭＴ１が存在した。同遺伝子のプロモーター領域にも関連ＳＮＰが検出されたことから、エコタイプ間のプロモーター配列を比較したところ、耐性型エコタイプにはインサートが確認された。また、それらの耐性型エコタイプは感受性エコタイプに比べてＡＬＭＴ１遺伝子発現量が高いことから、そのインサート多型が発現量亢進に関与している可能性が示唆された。一方、その他の既報の耐性遺伝子には特に関連性の高いSNPは検出されなかった。しかし、耐性への関与が報告されていないイオントランスポーターやリン酸化酵素遺伝子などにも関連性の高いSNPが検出され、これらが未解明の耐性機構の一部を担っている可能性がある。今後は、現在整備中の実験材料を使用して、逆遺伝学的手法や、遺伝学的手法によってそれら遺伝子の機能解析を行っていく。
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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
ゲノムワイド関連解析に必要なフェノタイピング、マッピングの計算は終了し、シロイヌナズナの酸性土壌耐性（主にアルミニウム、プロトン害に対する耐性）のバリエーションに関与する可能性の高い候補遺伝子の選抜やデータのとりまとめは終了した。
現在は、それら遺伝子の機能等を調べるため詳細な解析を進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、耐性関連遺伝子の同定を進めるため、逆遺伝学的手法による機能評価、遺伝子配列解析、SNP解析や遺伝子組換え実験を試みる。
解析材料が整ったものから順次、網羅的に解析を行う。
推定される機能や耐性への貢献度から考えて重要な遺伝子に関しては、遺伝子の機能解析を行っていく。また、耐性への貢献度が高い遺伝子については、バリエーション生成の原因多型同定を進め、バリエーションの説明理由を証明する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
人件費使用期間が短縮されたため、一部予算が次年度に繰り越された。
また、研究計画にあった酸性土壌耐性関連遺伝子の同定に関わる実験が、植物の生育の都合もあり、次年度に引き続くこととなった。そのため、それに関係する分子生物学的実験に使用する消耗品代が次年度に繰り越された。
来年度は、実験材料が整い次第、順次酸性土壌耐性関連遺伝子の同定に関わる分子生物学的実験が多くなるため、その実験に使用する試薬、消耗品代に使用する計画である。
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[Journal Article] STOP2 Activates Transcription of Several Genes for Al- and Low pH-Tolerance that Are Regulated by STOP1 in Arabidopsis.2014
Author(s)
Kobayashi Y, Ohyama Y, Kobayashi Y, Ito H, Iuchi S, Fujita M, Zhao CR, Tanveer T, Ganesan M, Kobayashi M, Koyama H.
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Journal Title
Mol Plant.
Volume: 7
Pages: 311-322
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Characterization of AtSTOP1 orthologous genes in tobacco and other plant species.2013
Author(s)
Ohyama Y, Ito H, Kobayashi Y, Ikka T, Morita A, Kobayashi M, Imaizumi R, Aoki T, Komatsu K, Sakata Y, Iuchi S, Koyama H.
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Journal Title
Plant Physiol.
Volume: 162
Pages: 1937-1946
DOI
Peer Reviewed
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