2014 Fiscal Year Annual Research Report
コムギに染色体切断を誘発する配偶子致死遺伝子の単離と機能解析
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25292007
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
那須田 周平 京都大学, 農学研究科, 准教授 (10273492)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 配偶子致死 / コムギ / マッピング / 遺伝子単離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）Aegilops sharonensis由来の配偶子致死遺伝子Gc2-4Sshの単離
Gc2-4Ssh遺伝子はコムギの4B染色体の末端部に染色体腕の3%以下のごく小さな断片として転座していることがわかっている。このGc遺伝子の近傍にはヘテロクロマチン領域があり、反復配列pGc1-1と完全連鎖している。本年度は前年度に引き続いてGc2-4Sshの遺伝学的マッピングを進めた。組換え価に基づく遺伝地図作成のためのBC1分離集団を育成した。現在までに、Gc遺伝子と連鎖する３マーカーを得ているが、まだ距離は遠い。ガンマ線照Radiation Hybrid (RH)集団を育成した。RH集団から稔性は高いがGc遺伝子をヘテロに持つ1個体を選抜した。さらに、多くの欠失突然変異体を得るべく、重イオンビーム照射突然変異系統群の選抜を開始しした。これまでに３系統の突然変異系統を同定した。
（２）Ae. triuncialis由来の配偶子致死遺伝子Gc3-3Cに対する抑制遺伝子Igc1の単離
抑制遺伝子Igc1の極近傍に位置するマーカーを探索した。Igc1は組換えのほとんど起こらない動原体領域に存在するため、ガンマ線照射微小クロマチン欠失系統群を用いたRH mapping法を用いて近傍マーカーを探索した。ところが、RH集団で高稔性の個体に2パターンあり、3B染色体をほぼ失っているか、ほぼ保持しているかのどちらかであった。前年に3Cの配偶子致死効果には3B染色体が必須との仮説を否定できたため、さらに未調査の染色体領域のゲノムワイドマーカーでのスクリーニングを進めた。高稔性個体群をゲノムワイドマーカーで解析し、マーカーの消失パターンからIgc1遺伝子の座乗領域の特定を進めている。
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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
（１）Aegilops sharonensisの4Ssh染色体由来の配偶子致死遺伝子Gc2-4Sshの単離
Gc2-4Ssh遺伝子の組換え価に基づく遺伝地図作成のためのBC1集団の解析を進めている。予想通り、Gc遺伝子は4B染色体長腕末端に存在し、連鎖する3マーカーを得た。しかし、依然として遺伝的距離は遠く、さらなるマーカーの調査が必要である。迅速な連鎖マーカーの選抜を企図してバルク解析と次世代シークエンサーを組み合わせた解析方法の適用を検討している。RH集団 のスクリーニングはほぼ順調に進んだが、稔性は高いがGc遺伝子をヘテロに持つ個体は1個体しか選抜できなかった。重イオンビーム照射突然変異系統群の選抜をPCR法とFISH法ですすめて、これまでに4系統を得た。以上のように研究はほぼ順調に進んでいる。
（２）Ae. triuncialisの3C染色体由来の配偶子致死遺伝子Gc3-3Cに対する抑制遺伝子Igc1の単離
抑制遺伝子Igc1の極近傍に位置するマーカーの探索をRHマッピングで行ったが、各RH系統のマーカー保持パターンが想定外の結果を示した。マーカーと3B染色体の物理地図との比較を行ったところ、3B物理地図上の大きな２つの領域についてさらにマッピングを進めるべきであることが判明した。このため、新たにGenotyping by Sequencing法でゲノムワイドなマーカーの消失パターンを調査した。3C染色体のフローソーティングとゲノムサーベイシーケンシングは順調に進行し、現在投稿論文として取りまとめている。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）Aegilops sharonensisの4Ssh染色体由来の配偶子致死遺伝子Gc2-4Sshの単離
Radiation Hybrid (RH)集団のスクリーニングを継続する。雑種の稔性は高いがGc遺伝子を持つ個体を集積して、マーカージェノタイプを調査する。欠失による機能欠損を確認するための交配実験を行う。Gc2-4SshのBC1分離集団を用いた遺伝学的マッピングをバルク法と次世代シーケンサー法を組み合わせて手法で加速する。マーカー開発のためのRNA-Seqを進めるとともに、発現タンパク質
の網羅的解析も進める。
（２）Ae. triuncialisの3C染色体由来の配偶子致死遺伝子Gc3-3Cに対する抑制遺伝子Igc1の単離
抑制遺伝子Igc1の極近傍に位置するマーカーの探索をRHマッピングで行った。マーカーとフランスINRA提供の3B染色体の物理地図との比較を行ったところ、3B物理地図上の大きな２つの領域について未調査領域が存在すことがわかった。この領域にIgc1が座乗する可能性がある。現在解析中のGBSデータより、欠失領域の絞り込みを行う。3C染色体のフローソーティングとゲノムサーベイシーケンシングはにより、3C染色体のGc遺伝子の保有領域がコムギの第３同祖群染色体の動原体領域であることが判明した。Igc1をこの領域に存在することが考えられるので、この領域に重点を置いて解析を進める。
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