倍数性の異なるニホンナシ‘豊水’のマイクロアレイ解析によるみつ症原因遺伝子の探索

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26660020
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 井上 栄一 茨城大学, 農学部, 准教授 (90292482)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ニホンナシ / 豊水 / みつ症 / ４倍体 / マイクロアレイ解析 / 定量的PCR / 原因遺伝子 / 生理障害

Outline of Annual Research Achievements

ニホンナシのみつ症果は，対策が難しく生産者を悩ませている．品種のみつ症感受性は遺伝的に制御されていると推定されているが，その原因遺伝子は不明である．本研究では，みつ症が激発する‘豊水’の４倍体を用いて，マイクロアレイ法による発現遺伝子の網羅的比較と定量的PCR法による詳細な解析により，みつ症の原因遺伝子を明らかにする．
本年度は，豊水の原品種（2倍体）と強度のみつ症感受性である豊水の4倍体を用いて，みつ症程度の経時的調査を行うとともに，いくつかの遺伝子についての発現解析を行い，みつ症発現との関係を考察した．
果実形質調査の結果，豊水4倍体は2倍体に比べて果実の成長が早いと示唆された．さらに，豊水4倍体では満開後100日目に重症なみつ症が確認されたが，2倍体では121日目に軽度に発症したのみであった．このように豊水4倍体は強度のみつ症感受性であることが再確認され，みつ症の原因遺伝子は満開後100日目までには発現していると推察された。そこで，定量的PCRにより，みつ症との関連性が疑われる果実で発現する12遺伝子について，経時的な発現解析を行った．その結果，あるタンパク質遺伝子は豊水4倍体で満開後86日目および93日目に高発現だったことから，みつ症発症との関連が示唆された．さらに，ある生化学的経路に関わる酵素遺伝子も，4倍体において，みつ症発症前後に高発現だったことから，同様に関連が示唆された．一方，ある酵素遺伝子については，豊水4倍体で2倍体よりも明らかに発現量が低かった．これは4倍体果実の発育初期における，ある果実成分の特徴の影響によるものと推察された．
さらにマイクロアレイの結果を用いて，みつ症発症前後での遺伝子を網羅的に探索し，原因候補遺伝子をリストアップした．次年度以降は，定量的PCRによる解析に移行する予定である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究経費が減額されたため，初年度は新たにマイクロアレイ解析を行えなかった．しかし，昨年度の解析結果を利用することで補足した．また，機知の情報に基づいた定量的PCRを行うことによって候補遺伝子の解析を進めた．その結果，概ね当初に予定していた情報が得られている．

Strategy for Future Research Activity

今後は，新たにマイクロアレイ解析を行い，複数年の結果に基づいてみつ症原因候補遺伝子をリストアップする予定である．さらに，定量的PCR法による解析を行っていく予定である．

Causes of Carryover

研究経費が減額されたために，初年度に予定していたマイクロアレイ解析を行えなかった．このため次年度使用額が生じた．

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度以降，マイクロアレイ解析を遂行するために使用する予定である．