2014 Fiscal Year Annual Research Report
ホウレンソウ性決定遺伝子座の構造決定および進化過程の解明
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26292001
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小野寺 康之 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (80374619)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近江戸 伸子 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (30343263)
星野 洋一郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (50301875)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 育種 / ホウレンソウ / 雌雄異株 / 性染色体 / 性決定遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホウレンソウは雌雄異株植物であり、雄及び雌はそれぞれヘテロ（XY）、ホモ（XX）の性である。ホウレンソウのY染色体はその大部分の領域において減数分裂期にX染色体と組換えを起こすが、雄性決定遺伝子座の周辺は減数分裂期の組換えが抑制されたY特異的領域になっている。つまり、Y特異的領域はX染色体上のカウンターパート領域（X特異的領域）との間で組換えが抑制されているため，この領域に座乗する対立遺伝子（X/Yアレル）の間にはSNP等の変異が高度に蓄積していると予想される。
雌雄異株系統03-009の雄株及び雌株から次世代シーケンサー（イルミナHi-seq 2500）を用いて取得された約27 GbのmRNAリードのde novo assemblyによって190,200個のunigene配列（総全長66.8 Mb）を構築した．
さらに，系統03-009から任意に選んだ雄株（花粉親）および雌株（種子親）を交配して得られた後代（雄株および雌株各8個体）から取得したmRNAリードをunigene配列（リファレンス配列）へマッピングし、性連鎖SNPの同定を試みた．その結果、98本のコンティグから見出された187個のSNPsがY特異的であると判定された。これらの一部について、DNA多型マーカーを作成して連鎖解析を行った結果、期待通りに雄性決定遺伝子との連鎖が確認された。 また、mRNA-Seqリードデータを用いて、unigene（190,200個）の発現量の雌雄間比較も行った所、雄特異的に発現している可能性の示された遺伝子群が多数見出された。
さらに、雄性決定遺伝子座から、約10 cM離れた位置に間性（雌雄同株性）を支配する遺伝子座（M）を同定し, M座の座乗候補領域（約150 Kbp）をカバーするBACコンティグを構築した．
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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
当初、雄性連鎖マーカーの開発にAFLPおよびトランスポゾンディスプレイを用いることを予定していたが，mRNAseq解析を用いることによって，雄性連鎖SNPおよび性連鎖遺伝子配列を同時に取得することに成功した．さらに、性連鎖遺伝子配列情報を利用してBACクローンの単離もほぼ予定通りに進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
系統03-009の系統内交雑後代のmRNAリードのマッピング解析結果を再解析し、花粉親のX染色体連鎖SNP（Xアレル）を同定し，さらに性連鎖SNPおよび性連鎖遺伝子配列の網羅的同定を試みる．
これまでに取得した性連鎖遺伝子配列情報とホウレンソウドラフトゲノム配列情報を統合し，性連鎖配列情報の集積を試みる．
最終的に、これらの配列情報に基づいてYおよびX染色体特異的領域をカバーするBACクローンの単離し、コンティグの構築を予定している。
さらに、性連鎖遺伝子配列情報とSNP情報に基づいて、X/Yアレル間の配列比較を行い、ホウレンソウの性染色体進化の過程で生じる変異が遺伝子の機能に及ぼす影響について調査をこころみる．
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| Causes of Carryover |
その他の費目に該当する、委託合成費、委託解析費について、委託先と価格交渉を行い当初の予定額よりも引き下げられたため．さらに，当初予定していたAFLP解析およびトランスポゾンディスプレイ解析を行わずに、次世代シーケンス解析で得られた配列データの情報解析によって、性連鎖配列情報を効率的に同定することに成功したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ホウレンソウのBACクローン全長配列解析および情報解析依託費に充てる予定．さらに，研究補助員への謝金、研究報告旅費および投稿論文校閲費にも研究費を充てることを予定している．
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