2015 Fiscal Year Annual Research Report
メロン遺伝資源を活用した日持ち性に関する分子生物学的解析
| Project/Area Number |
26292018
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
中野 龍平 岡山大学, その他の研究科, 准教授 (70294444)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 鎌司 岡山大学, その他の研究科, 教授 (40161096)
村上 賢治 石川県立大学, 公私立大学の部局等, 教授 (40200266)
高居 恵愛 石川県立大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (70589770)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 棚持ち性 / メロン / 遺伝資源 / エチレン / 軟化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請グループが保有するメロン遺伝資源を活用し、公開されたメロン全ゲノムや次世代シークエンサーによる解析手法と組合せ、収穫後の日持ち性に関連する遺伝子の同定を目的としている。本年度には以下の成果が得られた。
１）B2メロンが持つ日持ち性の向上に関わる遺伝的変異の探索：B2は通常のメロンである春３と比べ、外生的にエチレンと同じ作用をもつプロピレンを処理しても軟化が進行しない。このサンプルに関して代表的な軟化関連遺伝子PGの発現解析を実施したところ春３と大きな差はなかった。また、両者の交配F2世代に関して、プロピレン存在下における軟化速度に関する分離を調査したところ、量的な分離を示した。
２）ハミウリ持つ日持ち性向上因子の遺伝的、分子生物学的同定：ハミウリとシャランテの交配後代の中に、自己触媒的エチレン誘導および軟化とも抑制されている系統とエチレン誘導は起こるにも関わらず軟化抑制されている２種類の系統が見出されており、シャランテへの戻し交雑を繰返しつつ、日持ち性の良い系統の選抜を継続した。現在、BC3F2世代まで得られている。
３）ハネーデューが持つ日持ち性向上因子の分子生物学的解析：ハネデューとシャランテに関して、軟化関連遺伝子と転写因子に絞り、より詳細なRNA-Seqデータの解析を進めた。ハネーデューxシャランテのF2後代を100系統育成し、その外生プロピレン処理への反応に関して、表現型を調査した。さらに、すべての系統に関して、Genotyping By Sequencing (GBS)解析を開始した。
4）メロン遺伝子組換え体作成法の確立：シャランテにおいて葉切片からの再生系が明らかとなっており、選抜マーカーとして、従来のカナマイシン耐性に加えて、Bar遺伝子によるバスタ耐性による選抜を目指し、確認用マーカーとしてGFPを付加したコンストラクトを作成した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下のように、すべての項目において、目標はほぼ達成されるとともに、次年度以降のさらなる解析の準備が進んでいる。
１）B2メロンが持つ日持ち性の向上に関わる遺伝的変異の探索：予定通りにB2からのRNAの抽出やRNA-seqのためのサンプルの準備ができている。B2は軟化が進行しないにも関わらず、代表的な軟化関連遺伝子PGの発現解析に差はなく、今後、同じサンプルを用いたRNA-seq解析よりこれまで報告のない新たな重要な軟化関連遺伝子が見つかることが期待される。
２）ハミウリ持つ日持ち性向上因子の遺伝的、分子生物学的同定：予定通りに、日持ち性は良いが遺伝的バックグラウンドがシャランテに近い系統の育成が進んでいる。交配後代の中に、日持ち性の良い２種類の系統が見出されているというのは、予想外に嬉しい新しい展開である。今後、さらにシャランテへの戻し交雑を継続により、最終的にはRe-seqによる棚持ち性に関連する因子の同定に繋がる集団が育成できると考えられる。
３）ハネーデューが持つ日持ち性向上因子の分子生物学的解析：予定通りに、ハネーデューとシャランテのRNA-seqの解析が進んでいる。さらに、ハネーデューxシャランテのF2後代100系統の育成とその表現型を調査を完了し、すべての系統に関して、DNAを抽出し、Genotyping By Sequencing (GBS)解析を開始できている。
4）メロン遺伝子組換え体作成法の確立：選抜マーカーとして、従来のカナマイシン耐性による選抜に加えて、Bar遺伝子によるバスタ耐性による選抜を目指したコンストラクトを作成した。選抜試験に関しては、予想以上に再生が遅く、若干、遅れている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
１）B2メロンが持つ日持ち性の向上に関わる遺伝的変異の探索： B2メロンは外生的にエチレンを処理しても、軟化は誘導されず、日持ち性が良いことが明らかとなったが代表的な軟化関連遺伝子PGの発現には通常のメロンと大きな差はなく、大変、興味深い。同様のサンプルを用いてRNA-Seqによる網羅的解析を進め、未知の重要な軟化関連、棚持ち性関連因子の同定を目指す。
２) ハミウリが持つ日持ち性向上因子の遺伝的、分子生物学的同定：ハミウリとシャランテの交配後代の中に、自己触媒的エチレン誘導および軟化とも抑制されている系統と自己触媒的エチレン誘導は起こるにも関わらず軟化抑制されている２種類の系統が見出され、これらをシャランテへ戻し交雑をした後代でも、同様の性質が遺伝していることが確認できている。引続き、ハミウリの収穫後の生理特性の詳細な調査とともに、シャランテへの戻し交雑を進めながら、日持ち性の良い系統を選抜し、Re-Seq解析に向けて、遺伝的バックグランドﾞが近く、日持ち性に関して分離する集団の育成を行う。
３) ハネーデューが持つ日持ち性向上因子の分子生物学的解析：ハネーデューとシャランテの交配F2後代約100個体関して、表現型を決定している。これら全F2個体に関してGenotyping By Sequencing (GBS)解析を進め、棚持ち性に関連する遺伝子領域を探索する。さらに、F3世代の解析や、RNA-Seqの結果を統合し、棚持ち性に関連する遺伝子の同定を進める。
４)幅広い系統に応用可能なメロン遺伝子組換え体の作成法の確立およびその活用：シャランテに関しては、カナマイシンおよびバスタなどの抗生物質による選抜系の確立を目指す。また、他のメロン系統に関しては、ホルモン組成などの調整により、それぞれの系統に適した再生系を検討する。
|
| Causes of Carryover |
B2および春３の24サンプルに関するRNA-seq解析を予定し、サンプルの調整まで実施したが、解析を発注した場合、本年度中に解析が完了する予定が立たなかったために、次年度に発注することとした。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定通り、上記のRNA-seq解析の発注および、その後の確認などに関連する、謝金や試薬代などとしての仕様を計画している。
|
