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2013 Fiscal Year Annual Research Report

大規模変異体集団を利用したトマト重要形質の解析

Research Project

Project/Area Number 25252008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

江面 浩  筑波大学, 生命環境系, 教授 (00332552)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 一幾  岩手大学, 農学部, 助教 (30613517)
有泉 亨  筑波大学, 生命環境系, 助教 (70575381)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsトマト / 重要形質 / 日持ち性 / 糖度 / 花成
Research Abstract

本研究では、申請者らが開発したマイクロトムのTILLING技術基盤を使って、トマトの重要育種形質(日持ち性、糖度、花成)関連遺伝子の変異体を選抜・固定する。続いて、野生型と変異体の間で、表現型解析、トランスクリプトーム解析を含めた比較オミックス解析を行い、3つの形質発現それぞれについて分子ネットワークを明らかにする。得られた分子ネットワーク情報に基づいて、各育種形質を改変する分子制御技術を提案する。本年度は、以下の結果が得られた。
1. 日持ち性制御機構解析:TILLINGの対象とする日持ち形質に関与する遺伝子(SlETR1-6, ACS4,ACO4, RIN, NOR)の完全長cDNAクローンとそれに対応するゲノム配列の情報を獲得し、プライマーを設計し、6912系統のDNAプールから変異を探索した。その結果、RINで9系統、NORで18系統、ACS4で5系統、ACO4で3系統の変異体を選抜した。SlETR1-6については、先行研究で変異系統を選抜しており、これらと併せて、新たに得られた変異体の栽培を行い、変異遺伝子のホモ化を進めている。
2.糖度蓄積制御機構解析:TILLINGの対象とする糖度蓄積形質に関与する遺伝子(VPE5)の完全長cDNAクローンとそれに対応するゲノム配列の情報を獲得し、プライマーを設計し、6144系統のDNAプールから変異を探索した。その結果、VPE5で12系統の変異体を選抜した。続いて、変異体の栽培を行い、変異遺伝子のホモ化を進め、4系統については変異アレルのホモ系統を得た。
3. 花成制御機構解析:TILLINGの対象とする花成制御遺伝子(SlGI、SlCO1-3、SP5Gなど)の内、SP5Gについて、完全長cDNAクローンとそれに対応するゲノム配列の情報を獲得し、プライマーを設計し、6912系統のDNAプールから変異を探索した。現在までに、2系統の変異体を選抜した。平行して、先行研究で得たSP5G過剰発現組換え体の解析を進め、接ぎ木試験よりSP5Gタンパク質は移動しないことが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、3つの課題に取り組み、それぞれ以下の進捗状況であったことから、上記の判断を行った。
1.日持ち性制御機構解析:予定された遺伝子の変異体のTILLING選抜を行い、期待される変異体を獲得できた。得られた変異体については、栽培を行いホモ化を進めるとともに、表現型の解析を進めた。
2.糖度蓄積制御機構解析:予定された遺伝子の変異体のTILLING選抜を行い、期待される変異体を獲得できた。得られた変異体については、栽培を行い、一部の系統についてはホモ化系を獲得した。
3.花成制御機構解析:予定された遺伝子のゲノム情報の取得は修了したが、変異体のTILLING選抜は1遺伝子のみ行った。これについては、組換え体の解析も進め、機能解析を開始した。一方、他の遺伝子については、TILLING選抜を完了できていない。

Strategy for Future Research Activity

得られた重要育種形質(日持ち性、糖度、花成)関連遺伝子の変異体を固定する。続いて、野生型と変異体の間で、表現型解析、比較オミックス解析を行い、3つの形質発現それぞれについて分子ネットワークを明らかにする。得られた分子ネットワーク情報に基づいて、各育種形質を改変する分子制御技術を提案する。研究期間内に実施可能な制御技術については、その有効性の実証実験を行う。
1. 日持ち性制御機構解析:1)TILLING技術基盤による1塩基置換変異系体の選抜:前年度に引き続いて、得られた変異体については、戻し交雑を行い、遺伝的背景をきれいにするとともに、変異遺伝子のホモ化を行う。2)変異体の比較オミックス解析と分子ネットワーク解析:変異遺伝子ついてホモ化された変異体の中で明確な表現型の変化(日持ち性が良い系統と悪い系統)が認められた変異体と野生型で、果実成熟過程の比較オミックス解析を行う。
2. 糖度蓄積制御機構解析:1)TILLING技術基盤による1塩基置換変異系体の選抜:前年度に引き続いて、得られた変異体については、戻し交雑を行い、遺伝的背景をきれいにするとともに、変異遺伝子のホモ化を行う。2)変異体の比較オミックス解析と分子ネットワーク解析:変異遺伝子ついてホモ化された変異体の中で明確な表現型の変化(高糖度系統と低糖度系統)が認められた変異体と野生型で、果実成熟過程の比較オミックス解析を行う。
3. 花成制御機構解析:1)TILLING技術基盤による1塩基置換変異系体の選抜:前年度に引き続いて、得られた変異体については、戻し交雑を行い、遺伝的背景をきれいにするとともに、変異遺伝子のホモ化を行う。2)変異体の比較オミックス解析と分子ネットワーク解析:変異遺伝子ついてホモ化された変異体の中で明確な表現型の変化(花成異常変異体)が認められた変異体と野生型で、花成制御機構の比較オミックス解析を行う。

  • Research Products

    (2 results)

All 2013

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] A vacuolar processing enzyme (SlVPE5) dependent post-translational modification of acid invertase is required for sugar accumulation in tomato fruits2013

    • Author(s)
      Ning Wang, Duhita Narendra, Tohru Ariizumi, Hiroshi Ezura
    • Organizer
      10th International Symposium on Solanaceae Genomics
    • Place of Presentation
      Osaka Prefecture University, Japan
    • Year and Date
      20131129-20131130
  • [Presentation] 中性植物トマトの花成制御機構におけるSP5G遺伝子の機能解析2013

    • Author(s)
      加藤 一幾,石上 由佳,山田 瑛理,尾上 美咲,立澤 文見
    • Organizer
      第31回日本植物細胞分子生物学会(札幌)大会・シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学高等教育推進機構
    • Year and Date
      20130910-20130912

URL: 

Published: 2015-05-28  

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