| 研究課題/領域番号 |
15K07266
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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 |
米丸 淳一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター 基盤研究領域, ユニット長 (40355227)
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| 研究分担者 |
春日 重光 信州大学, 学術研究院農学系, 教授 (50345758)
川東 広幸 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター 基盤研究領域, 上級研究員 (80373249)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ソルガム / スーダングラス / 再生性 / RNASeq / 高消化性遺伝子 / リグニン生合成 |
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| 研究実績の概要 |
ソルガム品種(那系MS3B、以下MS3B)とスーダングラス品種(Greenleaf、以下GL)の交雑集団を用いて、再生性に関する遺伝子を特定するために、前年度までに絞り込んだ第7染色体に同定したQTL領域470kbについて組み換えを生じさせた組み換え自殖系統対を用いてさらに座上領域を絞り込んだ結果、MS3B型のアリルを保有する系統で再生草（2番草）収量の低下が確認されたことから、57kbの範囲に特定できた。
また、それらの組み換え自殖系統対を用いて再生草収量と根重の関係を調査した結果、GL型のアリルを保有する場合、再生草収量と根重の間に正の相関がみられたが、MS3B型のアリルを保有する場合、再生草収量に関わらず根重が抑制されていることが明らかとなった。このことから、再生には根の生育が関与している可能性が示唆された。
次の、この57kb領域内の候補遺伝子の特定を行うために、RNASeq法を用いて、当該領域における遺伝子発現について調査した。材料として、MS3B、GLおよび候補遺伝子領域がGLアリルを保有するBC2F5系統を用いて、再生直後(0day)、再生半日後(0.5day)、再生1日後(1day)において、3個体バルクの側芽サンプルを用いた（計9サンプル）。実際に、GLおよびBC2F5系統では再生1日後には側芽の伸長が観察されていた。これらのサンプルからRNAを抽出し、illumina HiSeqを用いたTranscriptome解析を行った。得られた配列情報について、HISAT2でソルガムのリファレンスゲノムにmappingを行い、CufflinksおよびCuffdiffを用いて発現量の比較を行い発現解析を行った。その結果、当該領域に座上する7遺伝子座のうち、高消化性遺伝子のみで発現量の有意な差が得られ、当遺伝子が再生性に関する候補遺伝子であると予想された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
組み換え自殖系統対を用いた圃場における再生性調査、また当初計画には入れていない根重の調査を加えた結果、候補遺伝子の座上領域の特定が57kbまで絞り込め、候補遺伝子を7個までに絞りこんだこと、また、側芽部分をサンプルとしてRNASeq法を利用して候補遺伝子の特定にまでほぼ至った。これらのことから、本研究計画当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
候補遺伝子領域を1Mb以内に絞り込んだ時点で予想はしていたが、結果的に再生性の遺伝子がスーダングラスの再生性を向上させるアリルではなく、ソルガムにおいて再生を抑制するアリルであった。一方で、高消化性遺伝子は再生性を抑制する可能性があることを見出したことは新たな知見であると言える。今後はスーダングラスで再生性を向上させるアリルを見出すために、別のQTLを調査対象とする。具体的には、出穂期が異なるが最も作用力の大きい10番染色体のQTLについて、RNASeq法なども併用しながら、QTL領域の絞り込みを行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
候補遺伝子の特定が順調に進んだことから、RNASeqサンプルの増加等、追加実験の必要がなくなったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
再生性における他の領域の解析を行うため、QTLマッピングにおける遺伝子型調査、圃場における再生性調査、RNASeq調査に研究費を使用する。
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