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2016 年度 実施状況報告書

オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子座の特定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K18634
研究機関岡山大学

研究代表者

久野 裕  岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (70415454)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード形質転換 / オオムギ / QTLマッピング / DNAマーカー
研究実績の概要

オオムギは、安定して形質転換可能な品種が「Golden Promise」(GP)に限られており、この制約が形質遺伝子の効率的な解析を妨げている。形質転換に必要な遺伝子が明らかとなれば、他の品種での形質転換も容易になると考えられる。本研究は、オオムギの形質転換に必要あるいは有利な遺伝子を単離するため、形質転換が困難なオオムギ品種「Haruna Nijo」(HN)と容易な品種GPとの交配に由来する遺伝解析を用いて、(1)オオムギの形質転換に必要なゲノム領域の絞り込みならびに(2)その機能解析を行うことを目的としている。昨年度までに、HN×GPのF2から得られた形質転換体60個体(tHN×GP)を用いて、その染色体分離の歪みを検出することにより、オオムギの形質転換に必要あるいは有利な遺伝子座TFA(Transformation Amenability)を3カ所検出した。本年度は、tHN×GP を用いて、Illumina社インフィニウムシステムによる高密度マーカー解析を行った。その結果、1131の新規SNPsマーカーを得ることが出来た。さらに、上記(1)(2)を遂行するための実験材料として、HNを戻し交雑親またはGPを戻し交雑親としたBC2F1世代をそれぞれ育成し、得られたSNPsマーカーを用いてTFA遺伝子座が分離するような個体を選抜した。今後、この後代を準同質遺伝子系統として展開し、(1)(2)を行う予定である。一方、GPと米国品種「Full Pint」との倍加半数体系統を用いて、TFAが形質転換に必要な遺伝子座であることを証明した。

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

本年度は、Illumina社インフィニウムシステムによる高密度マーカー解析ならびに次年度に使用予定の実験材料の育成を行った。それぞれ研究計画の通りに進んでいる。

今後の研究の推進方策

次年度以降、育成した準同質遺伝子系統を用いて、形質転換能のQTL解析を行う。各系統ごとの (i)抗生物質耐性カルスの増殖率、(ii)その緑色シュートの再分化効率ならびに(iii)T-DNA導入効率(GFPによる一過性発現効率)などの項目を厳密に評価することにより、3つのTFAがそれぞれどのような働きをしているのかを明らかにする。同時に、TFAの原因遺伝子の絞り込みを行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Washington State University/Oregon State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Washington State University/Oregon State University
  • [国際共同研究] The Sainsbury Laboratory(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The Sainsbury Laboratory
  • [国際共同研究] Estacion Experimental de Aula Dei(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Estacion Experimental de Aula Dei
  • [雑誌論文] Selection of transformation-efficient barley genotypes based on TFA (transformation amenability) haplotype and higher resolution mapping of the TFA loci2017

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H., Meints, B., Moscou, M.J., Cistue, L., Echávarri, B., Sato, K. and Hayes, P.M.
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 36 ページ: 611-620

    • DOI

      10.1007/s00299-017-2107-2

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Genomic regions responsible for amenability to Agrobacterium-mediated transformation in barley2016

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H. and Sato, K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 37505

    • DOI

      10.1038/srep37505

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] オオムギの形質転換効率に関わる遺伝子単離に向けたDNAマーカー開発2017

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・宗森 広美・元井 由加・新海 典夫・瀬々 潤・豊田 敦・佐藤 和広
    • 学会等名
      日本育種学会第131回講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-30
  • [学会発表] Identification of TFA genomic regions that confer amenability to Agrobacterium-mediated transformation in barley2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hisano
    • 学会等名
      PAGXXV2017 (Plant and Animal Genome)
    • 発表場所
      San Diego, CA, U.S.A.
    • 年月日
      2017-01-14 – 2017-01-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TFA genomic regions confer amenability to Agrobacterium-mediated transformation in barley2017

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H. and Sato K.
    • 学会等名
      PAGXXV2017 (Plant and Animal Genome)
    • 発表場所
      San Diego, CA, U.S.A.
    • 年月日
      2017-01-14 – 2017-01-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 形質転換可能なオオムギ系統を作る方法2016

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・安東 広美・元井 由加・Patrick M. Hayes・佐藤 和広
    • 学会等名
      日本育種学会第130回講演会
    • 発表場所
      鳥取市
    • 年月日
      2016-09-24 – 2016-09-25
  • [学会発表] オオムギの形質転換効率に関わるゲノム領域の特定2016

    • 著者名/発表者名
      久野 裕・安東 広美・元井 由加・佐藤 和広
    • 学会等名
      第34回日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      上田市
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [学会発表] Identification of the genomic region responding to amenability of Agrobacterium-mediated transformation in barley2016

    • 著者名/発表者名
      Hisano, H., Motoi, Y. and Sato K.
    • 学会等名
      12th International Barley Genetics Symposium
    • 発表場所
      Minneapolis, MN, U.S.A.
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [産業財産権] 形質転換感受性のオオムギの作出方法2016

    • 発明者名
      佐藤和広、久野裕
    • 権利者名
      佐藤和広、久野裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-124749
    • 出願年月日
      2016-06-23

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-21  

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