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ヘテロシス発現に寄与する遺伝子の分類基準と育種への応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K15207
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 遺伝育種科学
研究機関北海道大学

研究代表者

北崎 一義  北海道大学, 農学研究院, 助教 (60532463)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードヘテロシス / テンサイ / 遺伝子発現 / 育種 / 雑種強勢 / NGS
研究成果の概要

ヘテロシス(雑種強勢)は、交雑によって得られた後代が親を上回る現象で、農作物の多収に貢献しているが、その分子機構は不明である。そこで、テンサイの初期生育におけるヘテロシスの発現を調査した。表現型解析の結果、ほぼ全身のバイオマスに関する形質でF1は親よりも大きく、直根の肥大には細胞サイズが寄与していることが示唆された。また、相対成長速度がF1で親よりも高かった。そこで、葉および直根の遺伝子発現解析を行ったところ、F1のバイオマス増加を直接説明できる代謝経路の促進は見られなかった。これらの結果から、テンサイ初期生育におけるヘテロシスの発現には多数の遺伝子が関与していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハイブリッド品種は環境ストレスに強く、安定して収量を得られるため、今後さらにニーズは高まるであろう。一方、品種育成には多大な時間と労力を要し、効率化や省力化技術の開発が期待されている。本研究は、その基礎となるヘテロシスの分子機構や発現様式について詳細に調査し、種々の知見を得ることができた。また、バイオマスを一定環境で経時的に評価できる実験系を構築できたことは、今後の研究と発展にとって重要である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] What Does the Molecular Genetics of Different Types of Restorer-of-Fertility Genes Imply?2020

    • 著者名/発表者名
      Kubo Tomohiko、Arakawa Takumi、Honma Yujiro、Kitazaki Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 9 号: 3 ページ: 361-361

    • DOI

      10.3390/plants9030361

    • NAID

      120006812534

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How did a duplicated gene copy evolve into a restorer-of-fertility gene in a plant? The case of Oma12019

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Takumi、Sugaya Hajime、Katsuyama Takaya、Honma Yujiro、Matsui Katsunori、Matsuhira Hiroaki、Kuroda Yosuke、Kitazaki Kazuyoshi、Kubo Tomohiko
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 6 号: 11 ページ: 190853-190853

    • DOI

      10.1098/rsos.190853

    • NAID

      120006764205

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification and characterization of a semi-dominant restorer-of-fertility 1 allele in sugar beet (Beta vulgaris)2018

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Takumi、Ue Sachiyo、Sano Chihiro、Matsunaga Muneyuki、Kagami Hiroyo、Yoshida Yu、Kuroda Yosuke、Taguchi Kazunori、Kitazaki Kazuyoshi、Kubo Tomohiko
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Genetics

      巻: 132 号: 1 ページ: 227-240

    • DOI

      10.1007/s00122-018-3211-6

    • NAID

      120006776811

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fertility-restoring genotype of beet (Beta vulgaris L.) is composed of a weak restorer-of-fertility gene and a modifier gene tightly linked to the Rf1 locus2018

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Takumi、Uchiyama Daisuke、Ohgami Takashi、Ohgami Ryo、Murata Tomoki、Honma Yujiro、Hamada Hiroyuki、Kuroda Yosuke、Taguchi Kazunori、Kitazaki Kazuyoshi、Kubo Tomohiko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 6 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0198409

    • NAID

      120006471032

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolic Reprogramming in Leaf Lettuce Grown Under Different Light Quality and Intensity Conditions Using Narrow-Band LEDs2018

    • 著者名/発表者名
      Kitazaki K, Fukushima A, Nakabayashi R, Okazaki Y, Kobayashi M, Mori T, Nishizawa T, Reyes-Chin-Wo S, Michelmore RW, Saito K, Shoji K, Kusano M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 7914-7914

    • DOI

      10.1038/s41598-018-25686-0

    • NAID

      120007134064

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] テンサイ初期生育におけるヘテロシス ( 雑種強勢 ) に関する遺伝子発現解析2019

    • 著者名/発表者名
      北崎 一義,大久保 めぐみ,佐藤 宏亮,久保 友彦
    • 学会等名
      日本育種学会第136回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] テンサイ初期生育におけるヘテロシス(雑種強勢)の発現に関与する遺伝子群の探索2019

    • 著者名/発表者名
      大久保 めぐみ,佐藤 宏亮,久保 友彦,北崎 一義
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] テンサイ初期生育の遺伝子発現およびゲノム解析によるヘテロシス分子モデルの検証2019

    • 著者名/発表者名
      大久保 めぐみ,佐藤 宏亮,久保 友彦,北崎 一義
    • 学会等名
      日本分子生物学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] テンサイ初期生育におけるヘテロシス(雑種強勢)発現機構の検証2019

    • 著者名/発表者名
      大久保 めぐみ,佐藤 宏亮,久保 友彦,北崎 一義
    • 学会等名
      日本育種学会第137回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] テンサイ初期生育における ヘテロシスの表現型と遺伝子発現解析2019

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、大久保めぐみ、久保友彦
    • 学会等名
      日本育種学会第135回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイの初期生育にみられるヘテロシス(雑種強勢)の網羅的な表現型解析2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      てん菜研究会(第16回技術研究発表会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 網羅的表現型解析によって見出されたテンサイ初期生育のヘテロシス発現に関する形態的特徴2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      日本育種学会第134回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイ初期生育におけるヘテロシスの分子機構解明に向けたゲノム配列比較解析2018

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、大久保めぐみ、久保友彦
    • 学会等名
      日本育種学会第134回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロシス(雑種強勢)のオミクス解析に向けたテンサイの初期生育における表現型解析とゲノム比較2018

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、大久保めぐみ、久保友彦
    • 学会等名
      第36回 日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイの生育初期で発現するヘテロシスの表現型解析および親系統間のゲノム配列比較2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイ初期生育において発現するヘテロシス(雑種強勢)の形態的特徴2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      日本育種学会・日本作物学会北海道談話会 年次講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアDNA相同配列を保持するテンサイ新規DNA分子の特徴付け2018

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、田添沙織、村田智己、伊藤栞奈、大久保めぐみ、栗野里香、久保友彦
    • 学会等名
      日本育種学会第133回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイミトコンドリアに存在する低化学量比DNA分子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      田添沙織、村田智己、大久保めぐみ、久保友彦、北﨑一義
    • 学会等名
      てん菜研究会第15回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイの低化学量比ミトコンドリアDNA分子の同定と特徴づけ2017

    • 著者名/発表者名
      田添沙織、村田智己、大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      日本育種学会第132回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイに低化学量比で存在する新規DNA分子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      田添沙織、村田智己、大久保めぐみ、栗野里香、久保友彦、北﨑一義
    • 学会等名
      北海道談話会・平成29年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テンサイ(Beta vulgaris L.)で同定された新規ミトコンドリアDNA分子の特徴と分布2017

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、田添沙織、村田智己、大久保めぐみ、栗野里香、久保友彦
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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