2014 Fiscal Year Research-status Report
小麦粉品質の多様性拡大に向けた野生種染色体の微細領域導入による新規育種素材の開発
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25450007
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
田中 裕之 鳥取大学, 農学部, 准教授 (70283976)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 品質・成分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
野生種は、これまで育種に使われることがほとんど無かったことから、DNA マーカーは皆無に等しい。一方、パンコムギや同じイネ科のイネやオオムギといった主要穀物では、染色体全域で高密度に座乗するDNA マーカーが開発されている。そこでまず、それら植物種で発現している遺伝子を元に開発されたEST由来SSRマーカーを適用した。その結果、試した103個のマーカー中12個のマーカーで、野生種の染色体を識別することができた。さらに、イネと相同性が高くゲノム中に反復が少ないコムギ発現遺伝子について、イントロンを挟むエクソンにプライマーが設計されたPLUGマーカーの適用を試みた。その結果、試した121個のマーカー中33個のマーカーで、野生種の染色体を識別することができた。特に、小麦粉生地の物性に大きく影響する高分子量グルテニンサブユニット遺伝子が座乗する染色体末端側において、11個のマーカーを得ることができた。これら野生種の染色体を識別できるDNAマーカーは、有用遺伝子が座乗する野生種の染色体をパンコムギへ導入する際に、効率的な育種を行えることが期待できる。
野生種の染色体を段階的にパンコムギ実用品種の染色体に置き換えつつも、有用な種子貯蔵タンパク質を保有した系統を育成するため、まず、野生種由来の不要な染色体片腕を削除した系統の育成を試みた。パンコムギに野生種の染色体が1対添加された系統とパンコムギの異数体系との交配によって、パンコムギ染色体片腕と野生種染色体片腕とが動原体で結合したロバートソン型転座を誘発させた。その後代をGISH法により、パンコムギと野生種の染色体をそれぞれ蛍光で染め分け、蛍光顕微鏡下で観察して選抜した。その結果、野生種由来の有用な種子貯蔵タンパク質遺伝子を持ちつつ、不要な野生種由来染色体腕を削除した系統を得ることができた。
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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
野生種の染色体を識別できるDNAマーカーの開発では、当初予定していたEST由来SSRマーカーだけでは、マーカー数が不十分であったが、PLUGマーカーを試したことにより、その数を大きく増やすことができた。これにより、野生種染色体について高密度なマーカー地図を作ることができ、野生種が持つ有用遺伝子のパンコムギへの導入が効率的に行える基盤を整備できた。
野生種由来の不要な染色体片腕を削除した系統の育成では、当初の予定通り、ロバートソン型転座をした系統を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
野生種由来の不要な染色体片腕の削除に成功したので、次の段階では、さらに、野生種の染色体を段階的に削除していく。これにより、保有している有用な野生種由来種子貯蔵タンパク質遺伝子は残しつつ、遺伝的背景に占めるパンコムギの割合を増やしていく。その際、農業形質に優れるパンコムギ実用品種を反復親として、連続戻し交配を行う。この系統育成の過程では、これまでに整備してきた野生種の染色体を識別できるDNAマーカーを使って、効率的に選抜を進める。
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