オオムギの幅広い種子休眠性自然変異の基となる主要なQTL遺伝子の解析

• 研究課題/領域番号: 18H02183
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分39010:遺伝育種科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 中村 信吾 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 主席研究員 (20343965)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: オオムギ / 種子休眠 / 穂発芽 / 量的形質遺伝子座 / 自然変異 / QTL / 遺伝子単離 / マップベースクローニング / QTL解析

研究成果の概要

コムギやオオムギなどの麦類は、日本で栽培すると収穫期が梅雨と重なるため、降雨により収穫前に種子が発芽してしまう穂発芽という現象がしばしば発生することが知られている。穂発芽が起こると種子の品質が著しく低下してしまうため、我が国の麦類の安定生産上の大きな問題となってきた。この課題の克服には、雨にぬれても発芽しない強い種子休眠性を持つ品種の育成が重要となる。これまでに、MKK3遺伝子が強い種子休眠性に必要なことを明らかにしてきたが、本研究では、野生オオムギの非常に強い休眠性にもMKK3遺伝子が役に立っている可能性があることを明らかにした。この結果は、麦類品種の穂発芽耐性の改良に役立てることができる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、野生オオムギの非常に強い休眠性にもMitogen-activated Protein Kinase Kinase 3 (MKK3)遺伝子が役に立っている可能性がQTL領域を絞り込むことにより初めて具体的に示されたことは、学術的にも大きな意義がある。今後、さらにこのQTL領域を絞り、原因となる遺伝子多型を同定することができれば、日本と同様、収穫期に降雨の多い気象条件を持つ穂発芽被害で困っている世界中の地域における麦類品種の穂発芽耐性の改良に役立てることができ、本研究成果は、大きな社会的意義を持つ成果であると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Grain dormancy genes responsible for preventing pre-harvest sprouting in barley and wheat (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Shingo
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 68 号: 3 ページ: 295-304
  • DOI: 10.1270/jsbbs.17138
  • NAID: 130007430204
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Effects of the two major seed dormancy QTL from wild barley 'H602' (Hordeum vulgare spontaneum) in the genetic background of the malting barley cultivar 'Kanto Nakate Gold' (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Morishige, Tsuyoshi Tanaka, Yoko Oono, Kazuhiro Sato, Jianzhong Wu, Takao Komatsuda, Shingo Nakamura
  • 学会等名: The 14th International Symposium on Pre-Harvest Sprouting in Cereals
  • 国際学会
• [学会発表] Grain dormancy genes responsible for preventing pre-harvest sprouting in barley and wheat (2018)
  • 著者名/発表者名: Shingo Nakamura
  • 学会等名: 6th Seed dormancy symposium
  • 国際学会
• [図書] SEED DORMANCY, GERMINATION AND PRE-HARVEST SPROUTING (2019)
  • 著者名/発表者名: Shingo Nakamura, Mohammad Pourkheirandish, Hiromi Morishige, Mohammad Sameri, Kazuhiro Sato and Takao Komatsuda
  • 総ページ数: 235
  • 出版者: Frontiers in Plant Science
  • ISBN: 9782889457625