トランスクリプトームの網羅的解析情報に基づく第三世代マツ材線虫病抵抗性品種の創出

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25252028
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 白石 進 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70226314)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 康浩 福岡県農林業総合試験場, その他部局等, 研究員 (20558613) ; 後藤 栄治 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (90614256)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: マツ材線虫病 / 樹病 / 抵抗性遺伝子 / 森林保護学 / 育種学

Outline of Annual Research Achievements

安価なトランスクリプトーム分析法の確立のため，昨年度に構築したHigh-Throuput (HT) SuperSAGE (原法はMatsumura et al. 2010)にさらに改良を加えた。発現遺伝子（mRNA）から合成したcDNAをもとにSAGE分析を行うための二本鎖cDNA合成の過程に，TdT（Terminal deoxynucleotidyl transferase）を用いたHomopolymer伸長法を導入した合成系を構築し，より安価な分析系を確立した。また，分析効率を向上させるためのアダプター配列についても改良を加え，効率化を図った。
この改良法を用いて，ザイセンチュウ感染後のクロマツ成木での病徴進展におけるトランスクリプトームの時系列（接種後３時間，６時間，１日，２日，３日，１週間，２週間）変化を調査した。改良HT-SAGEで確認された約1,300個の遺伝子の中には、接種３時間後には発現量が大きく変化（増加と減少）するものが確認された。このことから，マツは線虫の侵入に対し，感染直後から応答していることが明らかとなった。これまで，感染直後の遺伝子発現を調べた報告はなく，今後，感染に対する宿主（マツ樹体）側の応答，さらには枯損メカニズムを解明するためには，感染から数日間の遺伝子発現を重点的に追跡することの重要性が示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

HT-SuperSAGEによるトランスクリプトーム分析で使用してきた二種類のアダプター配列についての設計が完璧でなかったために，分析効率が低く，トランスクリプトームの変遷を捉えるのに多くの時間を費やすこととなっていた。また，平成26年夏，九州では雨の日が続き，供試木に線虫接種（感染）後の病徴進展がほとんど見られないものがあったことから，当初想定した規模での実験ができなかった。

Strategy for Future Research Activity

26年度に計画した線虫感染後の病徴進展に伴うトランスクリプトームの詳細な解明は，天候不順のため不十分な結果に終わったことから，27年度も再度実施する。自然条件下では，26年度同様，冷夏（低温多雨の気象条件：病徴が進行しない）になる可能性もあることから，27年度は，人工気象室を利用し，鉢植えのクロマツに線虫を人工接種後，その病徴進展に伴う代謝系の変遷を改良SAGE法で明らかにする。なお，実験材料の鉢への移植は，26年度中に完了している。
さらに，第三世代抵抗性クロマツ品種の作出のための基礎情報を得るために，第二世代抵抗性クローンの保有抵抗性遺伝子を解明する。これにより，第三世代抵抗性品種の効率的・効果的な育種戦略を策定する予定である。