2015 Fiscal Year Research-status Report
コムギ春播性遺伝子Vrn-D4のマップベースクローニングと機能解析
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26450005
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
西田 英隆 岡山大学, その他の研究科, 准教授 (30379820)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | コムギ / 春播性遺伝子 / Vrn-D4 / クローニング / 重複配列 / Vrn-A1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究において、大規模F2集団やダイテロ及びモノテロソミックスを解析し、春播性遺伝子Vrn-D4が5D染色体短腕上の動原体にごく近い0.09cM領域に座乗することを明らかにしている。
本年度はまず、異なる春播性遺伝子をもつ準同質遺伝子系統（NILs）を用いて、Vrn-D4が既知の春播性遺伝子であるVrn-1同祖遺伝子（Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1）の発現に及ぼす影響を解析した。その結果、春播性Vrn-D4をもつTD(F)では生育初期において既にVrn-A1発現が高まっており、その発現量は春播性Vrn-A1をもつNILのTD(D)と同程度であった。その原因としてTD(F)が複数コピーのVrn-A1をもつ可能性が考えられたので、Vrn-A1のコピー数変異を解析したところ、他のNILsが1コピーであったのに対してTD(F)は2コピーであった。2コピーのうち、1コピーはTD(F)に固有のSNPsをもっており、生育初期から発現していたのは主に本コピーであった。また連鎖解析において、本コピーの有無が播性と完全に対応し、Vrn-D4の原因遺伝子であると考えられた。
春播性Vrn-D4をもつダイテロソミック系統CS-dT5DSについてVrn-D4座乗領域の配列を解析したところ、春播性Vrn-D4非保有の系統にはない5A染色体長腕の重複配列が挿入されており、この配列中にはVrn-A1が含まれていることが明らかになった。
さらに、先行研究において春播性Vrn-D4をもつとされた26系統を解析し、22系統が5D短腕のVrn-A1コピーを保有することを確かめた。
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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
Vrn-D4が動原体のごく近傍に座乗することから、これまで以上に大規模な分離集団を展開しても候補遺伝子の絞り込みが容易でないことが予想された。しかし、Vrn-D4とVrn-1同祖遺伝子の相互作用解析を発端として、Vrn-D4保有系統に見られるVrn-A1コピー配列（5D短腕）がVrn-D4の原因遺伝子であることをほぼ明らかにできた。これには、上述の実験を遂行するための材料や手法が整っていたことはもちろんであるが、国際コンソーシアムが解読中のコムギ・ゲノム配列が徐々に利用可能になってきたことが大きく貢献している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究により、Vrn-D4の原因遺伝子は重複・挿入によって生じたVrn-A1コピーであることがほぼ明らかになった。しかしながら上述の通り、Vrn-D4をもつとされる系統でもVrn-A1コピーをもたないものが少数見られ、先行研究における遺伝解析の結果やVrn-A1コピーにおける未知の配列変異の存否などについて検討を行う必要がある。また、さらに数多くの品種・系統を供試してVrn-D4遺伝子型と播性の対応関係を解析することで本年度の結論をより強固なものにしていくとともに、Vrn-D4の起源や機能についても解析を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は、特定の数系統を用いた遺伝子発現量解析や遺伝子コピー数解析など、比較的小規模な解析が中心であり、連鎖解析においても解析量が多くなかったことが原因である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、多くの品種・系統を供試し、シーケンス解析を多用する予定であり、遺伝子機能の研究に関連して発現解析も検討している。
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