花粉を飛散しないスギ品種を高精度で判定する技術の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25450223
• Research Institution: Forestry and Forest Products Research Institute
• Principal Investigator: 上野 真義 国立研究開発法人 森林総合研究所, 森林遺伝研究領域, チーム長 (40414479)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 二村 典宏 国立研究開発法人 森林総合研究所, 生物工学研究領域, 室長 (80343804)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 遺伝マーカー / 針葉樹 / 形質 / ゲノム / バイオインフォマティクス / 花粉症

Outline of Annual Research Achievements

花粉を飛散しない性質を持つスギ（雄性不稔スギもしくは無花粉スギ）をDNA情報（マーカー）によって判定する技術を開発するために、本年度はRAD-Seq法を利用してマーカー開発を行った。RAD-Seq法では、ある特定のDNA配列を認識してDNAを切断する酵素を利用してゲノムDNAを断片化し300～600bp程度の短い断片を回収する。そして、その回収されたDNA断片の中に存在する遺伝的変異を利用してマーカーの開発を行った。このようなRAD-Seq法を利用して得られたマーカーについて、まず、雄性不稔の原因遺伝子（MALE STERILITY 1（ms1）)から、どの程度、離れた場所に存在するのかを解析するために、人工交配により作成された「T5」交配家系（173個体からなり、雄性不稔は劣性のメンデル遺伝に従うため約半数の88個体が雄性不稔を示し、残りの85個体は可稔（正常）である）を利用して連鎖解析を行った。その結果、一つのマーカーはms1遺伝子から0.6cMだけ離れた近接した場所に存在すると推定された。「T5」交配家系に限定すると、このマーカーを利用することで９９％の個体について、雄性不稔と正常のスギを判別できることが明らかになった。さらに「T5」交配家系以外で、ms1に由来する雄性不稔スギ（ms1をホモ接合で保有する4個体）と可稔ではあるもののms1遺伝子をヘテロ接合で保有するスギ（7個体）の計11個体について、マーカーの遺伝子型とMS1の遺伝子型との対応を調べたところ、可稔の3個体を除いて、一致した。今回開発されたマーカーは雄性不稔の原因遺伝子に完全に連鎖しているわけではないが、交配家系を利用した雄性不稔スギの育種において広く利用できる可能性があると期待される。

Research Products

• [Journal Article] A high-density linkage map with 2,560 markers and its application for the localization of the male-sterile genes ms3 and ms4 in Cryptomeria japonica D. Don (2016)
  • Author(s): Yoshinari Moriguchi, Kentaro Uchiyama, Saneyoshi Ueno, Tokuko Ujino-Ihara, Asako Matsumoto, Junji Iwai, Daisuke Miyajima, Maki Saito, Masaya Sato, Yoshihiko Tsumura
  • Journal Title: Tree Genetics and Genomes Volume: 12 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] DNAマーカーを用いた無花粉スギのピラミッディング育種 (2016)
  • Author(s): 森口喜成、内山憲太郎、上野真義、松本麻子、伊原徳子、岩井淳治、戸塚聡子、津村義彦
  • Organizer: 第127回日本森林学会
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2016-03-29 – 2016-03-29
• [Presentation] 樹木種のゲノムワイド解析に向けたマーカー整備 (2016)
  • Author(s): 内山憲太郎、加藤珠理、上野真義、鈴木節子、須貝杏子、松本麻子
  • Organizer: 第127回日本森林学会
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-28
• [Presentation] Sugi genome resources (2015)
  • Author(s): Saneyoshi Ueno, Yoshinari Moriguchi, Kentaro Uchiyama, Tokuko Ujino-Ihara, Norihiro Futamura, Asako Matsumoto, Yoshihiko Tsumura
  • Organizer: ProCoGen final open conference
  • Place of Presentation: Orleans, France
  • Year and Date: 2015-11-29 – 2015-11-29
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 森林樹木種における効率的なゲノムワイドマーカーの開発 (2015)
  • Author(s): 内山憲太郎、加藤珠理、上野真義、松本麻子
  • Organizer: 森林遺伝育種学会第４回大会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2015-11-06 – 2015-11-06
• [Presentation] スギ雄性不稔遺伝子（ms-1～ ms-4）の連鎖地図上の位置の特定 (2015)
  • Author(s): 森口喜成，内山憲太郎，上野真義，伊原徳子，松本麻子，斎藤真己，岩井淳治，宮嶋大介，樋口有未，伊藤信治，佐藤雅哉，津村義彦
  • Organizer: 日本育種学会第128回講演会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2015-09-12 – 2015-09-12
• [Remarks] Sugi Genome Database
  • URL: https://www.ffpri.affrc.go.jp/labs/cjgenome/index.html