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カンキツCMS原因遺伝子の探索と稔性回復遺伝子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 21K05570
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

後藤 新悟  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 上級研究員 (60433215)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード細胞質雄性不稔 / ファインマッピング / 稔性回復遺伝子 / 細胞質雄性不稔性 / PPR / カンキツ / CMS / Rf / ミトコンドリア / DNAマーカー選抜 / 雄性不稔性 / ゲノム
研究開始時の研究の概要

カンキツにおいて種なし性は食べやすさを決める重要な形質であり、その主な要因のひとつが雄性不稔性(花粉を作れなくなる性質)である。本研究課題代表者は、カンキツにおいては、ミトコンドリアに雄性不稔性の原因となる遺伝子が存在し、核側に存在している稔性回復遺伝子を持つか、持たないかによって雄性不稔性が決まることを明らかにしてきた。さらに、稔性回復遺伝子が存在している大まかな場所を見つけ、有力な候補遺伝子を見つけることができた。そこで、本研究課題ではこの有力候補遺伝子が本当に稔性回復遺伝子かどうかを検証していく。また、ミトコンドリアに存在している雄性不稔性原因遺伝子についても探索をおこなう。

研究実績の概要

「ファインマッピングによる稔性回復遺伝子の同定」について、最終的に19の交配集団からなる983実生のジェノタイピングを終了し、MS-P1領域を挟むSSR00220-4とSSR00432-1間で組換えを起こしていた実生を17系統選抜することができた。また、これら系統すべての葯のサンプリングを完了させており、順次、雄性不稔性の評価を進めている。
前年度までに、HT1ハプロタイプ(non-functional restorerof-fertility)ホモに持つKO14とHT6ハプロタイプ(functional restorerof-fertility)ホモに持つ口之津51号とのロングシークエンシングデータの比較解析において、2つの候補遺伝子周辺に欠損が確認されていた。さらに、データ解析を進めたところ、2つの候補遺伝子のORFにおいても欠損が確認された。これら候補遺伝子がどちらか片方、もしくは両方が稔性回復遺伝子であることが示唆された。

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

MS-P1領域を挟む2つのマーカー間で組換えを起こしていた実生を17系統選抜することができ、これらの雄性不稔性評価も進んでいる。また、HT1ハプロタイプにおいて2つの候補遺伝子のORFに欠損が生じていることも明らかになっていることから、稔性回復遺伝子の同定に向けて確実に進展している。

今後の研究の推進方策

MS-P1領域内にマーカーをデザインし、選抜された17系統のジェノタイピングを進める。また、それらの雄性不稔性評価も合わせて行い、ファインマッピングを進めていく。
ロングリードシークエンスデータを用いて2つの候補遺伝子のORFに欠損があることが示唆されたが、この欠損はPCRとシークエンスを用いて、確認していく。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Allelic haplotype combinations at the MS-P1 region, including P-class pentatricopeptide repeat family genes, influence wide phenotypic variation in pollen grain number through a cytoplasmic male sterility model in citrus2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Goto, Hiroshi Fujii , Hiroko Hamada, Satoshi Ohta, Tomoko Endo, Tokurou Shimizu, Keisuke Nonaka, Takehiko Shimada
    • 雑誌名

      Frontier in Plant Science

      巻: 印刷中

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1163358

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Diplotype at the MS-P1 Region Determines Male Sterility in Breeding Germplasms Harboring Kishu-Cytoplasm through a Cytoplasmic Male Sterility Model in Citrus2024

    • 著者名/発表者名
      Shingo Goto, Hiroshi Fujii, Hiroko Hamada, Satoshi Ohta, Tomoko Endo, Tokurou Shimizu, Keisuke Nonaka, Takehiko Shimada
    • 学会等名
      Plant & Animal Genome Conference 31
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カンキツ細胞質雄性不稔における 稔性回復遺伝子候補の同定と それら遺伝子が位置する領域の ハプロタイプごとの機能推定2023

    • 著者名/発表者名
      後藤新悟、藤井浩、濵田宏子、太田智、遠藤朋子、清水徳朗、野中圭介、島田武彦
    • 学会等名
      日本育種学会第143回講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習によるカンキツ雄性不稔性評価と実用性2022

    • 著者名/発表者名
      小宮凛悟, 後藤新悟
    • 学会等名
      園芸学会令和4年度春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] カンキツ属植物の雄性不稔性を識別する方法及びプライマーセット2021

    • 発明者名
      後藤新悟
    • 権利者名
      後藤新悟
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [産業財産権] カンキツ属植物の雄性不稔性を識別する方法及びプライマーセット2021

    • 発明者名
      後藤新悟
    • 権利者名
      後藤新悟
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-012248
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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