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ナシ属初の自殖F2集団を用いた主要形質の制御領域の同定と優良育種素材開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02979
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39030:園芸科学関連
研究機関京都府立大学

研究代表者

板井 章浩  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10252876)

研究分担者 児玉 基一朗  鳥取大学, 農学部, 教授 (00183343)
及川 彰  京都大学, 農学研究科, 教授 (50442934)
森本 拓也  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 講師 (90837634)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワードQTL / ナシ / 追熟性 / メタボローム解析 / 香気成分 / 追熟 / 病害罹病性 / 果実形質 / Metabolome-QTL / QTL解析
研究開始時の研究の概要

本研究は、申請者が育成したナシ属で世界初となるセイヨウナシXニホンナシ自殖F2集団約300個体を材料にして、GRASDiおよびddRAD-seq解析による高密度連鎖地図の作成およびQTL(Quantitative Trait Loci)解析を行う。形質としてセイヨウナシに特異的な追熟性および近年世界で問題となっているナシブラウンスポット病の罹病性のメイン2テーマ、さらにサブテーマとして、単為結果性、雄性不稔、香気成分のQTL解析および各個体果実を用いたメタボローム解析を行い、差が認められる機能性成分について、QTL (Metabolome-QTL)解析を行い、制御領域の同定を行う。

研究実績の概要

本研究では、セイヨウナシXニホンナシ自殖F2集団を材料にして、高密度連鎖地図の作製および有用形質に関するDNAマーカー開発を行い、育種に役立てることを目的として実験を行っている。ニホンナシは、一般的に香りに乏しく、香りについて品種改良された事例はない。一方、セイヨウナシは香りに富んでおり、香りを持つニホンナシ新品種の育種を行う際の良き遺伝資源として有望である。しかし、ナシの香気成分の遺伝に関する先行研究は殆どない。本研究では、セイヨウナシ’マックス・レッド・バートレット’とニホンナシ’おさ二十世紀’を交雑して得られたF2集団を用いて、香気成分の遺伝学的解析を行った。成熟果実のヘッドスペースガスをシリカモノリス捕集剤で捕集し、溶媒抽出によって得られた溶液をWAX系カラムに導入するGC-MS分析を行った。またGRAS-Diマーカーで作成した連鎖地図を用いて、分析結果を元にQTL解析を行った。GC-MS分析の結果, F2集団で50種以上の物質が同定され、香りに多様性が見られた。アルコール類、エステル類、アルデヒド類、テルペン類、炭化水素が主な検出成分であった。ニホンナシ由来のCyclohexyl acetateが最も多くの系統で同定され、セイヨウナシ由来のHexyl acetateが系統あたりの含量が最大だった。Hexyl acetateは代表的なセイヨウナシの香りである。QTL解析の結果、Hexyl acetate、1-Butanol、Pentyl acetate、Ethyl octanoateでQTLが検出された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今回は主として、香気成分について解析し、多様な成分の同定と定量結果からQTL解析を行い、香気成分の遺伝様式の解明と香気成分導入の育種の可能性を見いだすことができ、研究が進展した。

今後の研究の推進方策

追熟性や熟期,糖度、酸度、病害罹病性などの重要形質については、より形質評価個体数を増やして、解析を行う。解析を行った形質については環境要因の影響を調査するためにも、引き続き、調査を進める必要がある。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Comprehensive Assessment of Intergeneric Cross-compatibility of Six Fruit Tree Species in the Tribe Maleae (Rosaceae) Based on <i>In Vivo</i> Pollen Tube Growth and Field Pollination2023

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Takuya、Matsuda Yunosuke、Sekiguchi Ryo、Itai Akihiro
    • 雑誌名

      The Horticulture Journal

      巻: 92 号: 1 ページ: 13-21

    • DOI

      10.2503/hortj.UTD-383

    • ISSN
      2189-0102, 2189-0110
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromosome-scale genome assembly of Japanese pear (<i>Pyrus pyrifolia</i>) variety ‘Nijisseiki’2021

    • 著者名/発表者名
      Shirasawa Kenta、Itai Akihiro、Isobe Sachiko
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 28 号: 2

    • DOI

      10.1093/dnares/dsab001

    • 関連する報告書
      2020 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] Genome-wide association study of individual sugar content in fruit of Japanese pear (Pyrus spp.)2021

    • 著者名/発表者名
      Nishio Sogo、Hayashi Takeshi、Shirasawa Kenta、Saito Toshihiro、Terakami Shingo、Takada Norio、Takeuchi Yukie、Moriya Shigeki、Itai Akihiko
    • 雑誌名

      BMC Plant Biology

      巻: 21 号: 1 ページ: 378-378

    • DOI

      10.1186/s12870-021-03130-2

    • 関連する報告書
      2020 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] Effect of exogenous GA4+7 and BA+CPPU treatments on fruit lignin and primary metabolites in Japanese pear “Gold Nijisseiki”2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Lumin、Kamitakahara Hiroshi、Sasaki Ryosuke、Oikawa Akira、Saito Kazuki、Murayama Hideki、Ohsako Takanori、Itai Akihiro
    • 雑誌名

      Scientia Horticulturae

      巻: 272 ページ: 109593-109593

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2020.109593

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] バラ科リンゴ亜連果樹における異種間交雑親和性2022

    • 著者名/発表者名
      松田悠之介・森本拓也・関口遼・板井章浩
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] セイヨウナシとニホンナシの自殖F2集団でみられる雄性不稔性の組織学的特性と遺伝様式2022

    • 著者名/発表者名
      吉田眞雪, 森本拓也, 松田悠之介, 武田征士, 白澤健太, 板井章浩
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] セイヨウナシの雄性不稔性に関与するゲノム領域の解析2021

    • 著者名/発表者名
      松田悠之介, 森本拓也, 吉田眞雪, TAM Chun Lai, 池田和生, 白澤健太, 板井章浩
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 果実の糖組成が分離するニホンナシ交雑F1集団を用いたeQTL解析2021

    • 著者名/発表者名
      中山美幸・佐藤みそら・森本拓也・白澤健太・西尾聡悟・寺上伸吾・斎藤寿広・板井章浩
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リンゴとナシの属間交雑を制御するゲノム領域の解析2021

    • 著者名/発表者名
      関口遼・森本拓也・板井章浩
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] セイヨウナシとニホンナシの自殖F2集団を用いたナシ果実の追熟性の遺伝学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      乙部葵・廣瀬亮太郎・森本拓也・白澤健太・板井章浩
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ニホンナシ ‘二十世紀’ の染色体規模のゲノム配列の構築2020

    • 著者名/発表者名
      白澤健太・板井章浩・磯部祥子
    • 学会等名
      園芸学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

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