2013 Fiscal Year Annual Research Report
パンコムギの人為合成を阻害する雑種崩壊遺伝子の単離
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25292008
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
宅見 薫雄 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50249166)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生殖隔離 / 高密度連鎖地図 |
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| Research Abstract |
育種において近縁種からの有用遺伝子の導入は、困難な育種目標を達成するために必要である。実際にパンコムギ育種においても、タルホコムギ等の近縁野生種からの病害抵抗性遺伝子や種子貯蔵タンパク質遺伝子の導入が図られているが、実際には種間の生殖隔離等の技術的問題から、必ずしも野生種という遺伝資源が有効に活用されていない。タルホコムギの遺伝子利用には合成パンコムギを介した遺伝子の導入が図られているが、合成パンコムギを育成するために必須の二粒系コムギとタルホコムギの種間雑種で、ハイブリッドネクローシスなどの生育不良がしばしば認められる。本研究では、このコムギ種間雑種で認められる雑種不全を引き起こす遺伝子、特にタルホコムギ側の遺伝子の単離を目指す。
平成２５年度は、特に雑種不全の中でも低温誘導性ネクローシスを引き起こすタルホコムギ側の遺伝子Net2について集中的に研究を推進した。まず2DS上の該当領域のSNPマーカーを選抜し、188の新規F2個体からなる集団を使って表現型を再確認しつつ、選抜したSNPを連鎖地図上に位置づけた。タルホコムギのドラフトゲノム情報、及びオオムギの物理地図情報とドラフトゲノム情報を利用して、申請者の有するタルホコムギの葉と穂のRNA-seqデータから目的染色体領域の両親系統のSNPを抽出した。さらにタルホコムギのゲノム情報からNet2周辺のscaffoldを選抜し、そのscaffold配列内に存在するSSRをマーカーとして利用して、タルホコムギ連鎖地図上に位置づけた。その結果、Net2を0.2 cM及び0.1 cMの遺伝距離で挟み込む密接連鎖マーカーを開発することができた。またNet2周辺ではオオムギと比較して小さな逆位が存在することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定通り、タルホコムギがもつ二粒系コムギとの生殖隔離遺伝子のうち、Net2について解析を進めた。タルホコムギのドラフトゲノム情報や物理地図情報、オオムギのドラフトゲノム情報を利用して、Net2の座乗する2D染色体短腕上に分子マーカーを開発して、Net2に連鎖するマーカーを得て、さらにタルホコムギのドラフトゲノム情報からscaffoldをNet2周辺に位置づけた。しかし、Net2に完全連鎖するマーカーがまだ開発できておらず、現有のNet2連鎖マーカーでタルホコムギ集団を用いたネクローシスとの関連を調べたところ、アソシエーションは完全でなかった。また、既存のタルホコムギのscaffoldだけではNet2周辺領域を完全にカバーできないことがわかった。タルホコムギやパンコムギの長鎖DNAライブラリーのスクリーニングを行うためには、Net2に完全連鎖するマーカーがどうしても必要であるため、Net2周辺領域の物理地図の構築ヘ向けた長鎖DNAライブラリーのスクリーニングを平成２５年度中に行うことができず、そのため「やや遅れている」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
タルホコムギやパンコムギの長鎖DNAライブラリーのスクリーニングを行うためには、Net2に完全連鎖するマーカーがどうしても必要であるため、早急に完全連鎖マーカーの開発をBrachypodiumのゲノム配列を参考にして進めなければならない。平成２５年度の研究結果から、タルホコムギの2D染色体短腕上のNet2領域の構造がオオムギやBrachypodiumとの染色体シンテニーから明らかに出来たので、これらの情報によりNet2完全連鎖マーカーは開発できると思われる。現在、集団サイズを300個体（F3集団）追加して展開しており、より詳細な連鎖地図作成と物理地図構築に取り組む。
また、二粒系コムギとタルホコムギの種間雑種でハイブリッドクロロシスを引き起こすタルホコムギ側の原因遺伝子Hch1についても、現在300個体のF2集団を展開しており、7D染色体短腕上にあるHch1領域の連鎖マーカーの作成をNet2と同様に行う。これについては当初の予定通り研究を推進できると思われる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の予定通り、タルホコムギがもつ二粒系コムギとの生殖隔離遺伝子のうち、Net2について解析を進め、Net2の座乗する2D染色体短腕上に分子マーカーを開発して、Net2に連鎖するマーカーを得た。しかし、Net2に完全連鎖するマーカーがまだ開発できておらず、現有のNet2連鎖マーカーでタルホコムギ集団を用いたネクローシスとの関連を調べたところ、アソシエーションは完全でなかった。タルホコムギやパンコムギの長鎖DNAライブラリーのスクリーニングを行うためには、Net2に完全連鎖するマーカーがどうしても必要であるため、Net2周辺領域の物理地図の構築ヘ向けた長鎖DNAライブラリーのスクリーニングを平成２５年度中に行うことができなかった。そのために予定の実験を全て行うことができず、次年度使用額が生じた。
タルホコムギやパンコムギの長鎖DNAライブラリーのスクリーニングを行うためには、Net2に完全連鎖するマーカーがどうしても必要であるため、早急に完全連鎖マーカーの開発をBrachypodiumのゲノム配列を参考にして進める。そして、より詳細な連鎖地図作成と物理地図構築に取り組む。また、二粒系コムギとタルホコムギの種間雑種でハイブリッドクロロシスを引き起こすタルホコムギ側の原因遺伝子Hch1についても、現在300個体のF2集団を展開しており、7D染色体短腕上にあるHch1領域の連鎖マーカーの作成をNet2と同様に行う。
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