ムギ類における出穂期不安定性の遺伝機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04863
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 加藤 鎌司 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (40161096)
• 研究分担者: 西田 英隆 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30379820)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 育種学 / コムギ / オオムギ / 出穂期 / 分子遺伝学

研究実績の概要

ムギ類における出穂期不安定性の遺伝機構を明らかにするために、本年度は下記に示す遺伝解析を中心として研究を実施した。
コムギ系統「超極早生」の出穂期不安定性に関わると考えている新規早生遺伝子（exh-1）の3つの同祖遺伝子のうち、3B染色体長腕末端のexh-B1遺伝子がPCL1（PHYTOCLOCK 1）遺伝子を含む445Kbの領域に座乗することを明らかにした。ただし、マッピング集団の親系統である「超極早生」と「きぬいろは」の2系統においてPCL1遺伝子配列の存在を確認できたが、その両側の周辺配列が「きぬいろは」において欠失していることが判明した。そこで、IWGSCの遺伝子予測により当該領域に座乗するとされた8遺伝子候補配列についてRNA-seq法により「超極早生」における発現の有無を確認したところ、PCL1以外は発現していないことが確認された。さらに、PCL1配列は両親系統間で異なり、「超極早生」において翻訳開始コドンを含む第1エキソンの一部が欠失していることから、exh-1の原因遺伝子はPCL1であると結論づけ、現在、投稿論文を準備しているところである。
「超極早生」がもつもう一つの早生遺伝子exh-2については、「超極早生」×「Geurumil」の雑種後代を用いて、DArT-seq法を利用したゲノムワイドなバルク分離分析を行った。その結果、新規早生遺伝子（exh-2）の座乗領域の候補となり得るゲノム領域を複数個検出することができた。
オオムギの日長反応性遺伝子HvPhyC及びPpd-H1が出穂期不安定化に及ぼす効果と両遺伝子の相互作用を解明するために、HvPhyCとPpd-H1の遺伝子型が異なる4種類のNILsの育成を進めた。また、「Golden Promise」の形質転換能を有する「春播型早木曽2号」NILsの育成を進めた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of Rht-B1 and Ppd-D1 loci on pollinator traits in wheat. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takashi Okada, J.E.A. Ridma M. Jayasinghe, Paul Eckermann, Nathan S. Watson-Haigh, Patricia Warner, Margaret Pallotta, Yonina Hendrikse, Mathieu Baes, Elise Tucker, Hamid Laga, Kenji Kato, Marc Albertsen, Petra Wolters, Delphine Fleury, Ute Baumann, Ryan Whitford
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Genetics 巻: online first ページ: 1-15
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-019-03329-w
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of dry matter production and yield in early-sown wheat using near-isogenic lines for the vernalization locus Vrn-D1 (2019)
  • 著者名/発表者名: Sawada Hiroko、Matsuyama Hiromi、Matsunaka Hitoshi、Fujita Masaya、Okamura Natsumi、Seki Masako、Kojima Hisayo、Kiribuchi-Otobe Chikako、Takayama Toshiyuki、Oda Shunsuke、Nakamura Kazuhiro、Sakai Tetsufumi、Matsuzaki Morio、Kato Kenji
  • 雑誌名: Plant Production Science 巻: 22 ページ: 275～284
  • DOI: https://doi.org/10.1080/1343943X.2018.1563495
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 出穂期安定性が異なるオオムギ早生品種「カシマムギ」と「イシュクシラズ」のRILs集団における圃場出穂期の年次間比較 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西田英隆・横田真吾・青木恵美子・加藤鎌司
  • 学会等名: 日本育種学会第133回講演会
• [学会発表] LUX/PCL1はコムギの超極早生遺伝子である (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤日向子, Haque, G.K.M.N., 西田英隆, 水野信之, 藤田雅也, 那須田周平, 加藤鎌司
  • 学会等名: 日本育種学会第134回講演会
• [学会発表] 低温要求性の異なるコムギ品種「ユメシホウ」の準同質遺伝子系統の育成とその生育特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤田雅也, 藤郷 誠, 高山敏之, 乙部千雅子, 西田英隆, 加藤鎌司
  • 学会等名: 日本育種学会第134回講演会
• [学会発表] 国内3試験地におけるオオムギ春化要求性及び日長反応性遺伝子型の効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 関 昌子, 青木恵美子, 吉岡藤治, 西田英隆, 青木秀之, 柳澤貴司, 高橋飛鳥, 中田 克, 長嶺 敬, 加藤鎌司
  • 学会等名: 日本育種学会第134回講演会
• [学会発表] 日長反応性遺伝子の異なるオオムギ準同質遺伝子系統における幼穂発育と出穂性の差異 (2018)
  • 著者名/発表者名: 青木恵美子, 関 昌子, 西田英隆, 加藤鎌司, 柳澤貴司
  • 学会等名: 日本育種学会第134回講演会
• [学会発表] Wheat ortholog of LUX/PCL1 confers extra early flowering in hexaploid wheat (2018)
  • 著者名/発表者名: G.K.M.N. Haque, H. Nishida, H. Sato, N. Mizuno, M. Fujita, S. Nasuda, K. Kato
  • 学会等名: 第10回中国地域育種談話会
• [学会発表] 秋播型コムギの超極早生化は可能か？ (2018)
  • 著者名/発表者名: 耘野祐誠・佐藤日向子・G.K.M.N. Haque・西田英隆・加藤鎌司
  • 学会等名: 第10回中国地域育種談話会
• [学会発表] 超極早生コムギを可能にした「ミナミノコムギ」由来早生遺伝子の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤日向子・村上裕一・G.K.M.N. Haque・西田英隆・加藤鎌司
  • 学会等名: 第10回中国地域育種談話会
• [学会発表] オオムギ不感光性系統において2H染色体の新規早生QTLが出穂期関連遺伝子の発現パターンに及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 横田真吾・岩本健・田部涼太・西田英隆・加藤鎌司
  • 学会等名: 第10回中国地域育種談話会
• [学会発表] オオムギ感光性系統において2H染色体の新規早生QTLが出穂期関連遺伝子の発現パターンに及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩本健・横田真吾・田部涼太・西田英隆・加藤鎌司
  • 学会等名: 第10回中国地域育種談話会