| 研究課題/領域番号 |
23K13947
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分39030:園芸科学関連
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| 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 |
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研究代表者 |
間瀬 誠子 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 (10355365)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | キメラ / 放射線突然変異 / 次世代シーケンサー / 永年性作物 / 枝変わり / 放射線 / 次世代シーケンス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
永年性植物の体細胞突然変異はキメラ状に発生することが多い。本研究では、刺が長いカンキツ品種「せとか」の原品種と複数の短刺化突然変異体について、次世代シーケンス解析により遺伝子配列を比較することにより、変異体のキメラ性の判別と、複数の変異体に共通する遺伝子変異領域のスクリーニングを行う。さらに、検出された変異配列の定量PCRと短刺化程度の関連、既知の短刺関連遺伝子との関係の調査により、短刺化変異関連領域の特定する手法の開発を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、果樹や林木などの永年性作物の体細胞突然変異体（枝変わり）において発生することが多い、原品種と突然変異細胞が混在するキメラ状変異の有無を迅速に評価することを目的としている。同一品種において単一の形質が変化した、別々の芽を由来とする複数の変異系統について次世代DNAシーケンス（NGS）解析を行い、変異系統の配列を大量に取得し、複数の系統に共通して変異が生じたゲノム領域をスクリーニングすることにより、後代集団の作成を要さずに、形質変異の原因遺伝子の存在する領域を特定する手法の開発を目指す。
品質に優れるが長大なトゲを持つカンキツ品種「せとか」に対し、放射線育種場においてガンマ線急照射によって誘発された短刺化変異体23系統から、トゲ長が短い系統とやや短い系統計11個体を選抜し、短刺化変異体から分離したトゲが長い系統1個体、および原品種（無照射）2個体とともに次世代シーケンサーを用いた全ゲノム解析を行い、1サンプル当たり15Gb以上のデータを取得した。「クレメンティン」半数体の全ゲノム塩基配列に対するアラインメントとマッピングを行った結果、リファレンス配列へのカバー率は約93%、平均カバレッジ深度は約50倍であった。当初予定ではリファレンス配列の約100倍のカバレッジを取得し、変異体のキメラ性の判定を先に行うとしていたが、先に複数の変異系統間で共通する配列の変異が検出された領域を短刺化変異関連領域として絞り込みを行うことし、解析を行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
カンキツ葉サンプルから高純度で損傷が少ないゲノムDNAを抽出するための抽出キットの製造が一時中止となり、調達が遅延したことにより実験開始が遅れた。その間は、「せとか」変異体の短刺化変異関連領域の絞り込みと、次年度に実施予定のRT-PCRに用いるプライマー設計のため、カンキツおよび近縁種における既知のトゲ関連遺伝子またはQTLについての情報の収集に取り組んだ。
NGSデータの取得は遅れたが、過去のカンキツの突然変異系統の解析報告から、短刺変異系統間で共通する配列の変異が検出された領域を絞り込むために必要なデータ量は獲得できたと考えられるため、解析を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
長刺と短刺の枝が混在するキメラ状変異系統について、それぞれの特徴を示す部位から採取したDNAの混合サンプルを用いて、キメラ状変異の検出が可能な統計処理方法の検討を行う。前年度に得られた配列情報を用いて、引き続き複数の変異系統間で共通する配列の変異が検出された領域を短刺化変異関連領域として絞り込みを行う。
カンキツ近縁種等でトゲの長さに関するQTLの存在が報告されている領域、短刺化への関与が推定されている遺伝子の座状位置との関連を調査する。また、短刺系統に共通する変異配列について、リアルタイムPCRによる変異体と原品種の配列の増幅量との比較を行い、リシーケンス解析で取得したリードの割合との相関を調査する。さらに、トゲ形質の表現型と、短刺化変異関連領域に存在する遺伝子の発現量の違いを解析する。
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