| 研究課題/領域番号 |
17H03744
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鳥山 欽哉 東北大学, 農学研究科, 教授 (20183882)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 育種学 / 遺伝学 / 遺伝子 / ゲノム / 植物 |
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| 研究実績の概要 |
ヘテロ接合体で優性に働く核コードの雄性不稔性は、自殖性植物のイネを効率的に他殖させ、循環選抜育種を行う際に有用であり、遺伝子の単離が求められている。 我々は、フィリピンのイネ品種Lebedに台中65号 (T65) を連続戻し交雑して得られた雄性不稔系統が、 優性に働く核コードの雄性不稔性によるものであると考え、本研究では、雄性不稔遺伝子のクローニング、原品種Lebedが持つと予測される雄性不稔抑制遺伝子のクローニング、さらに、循環選抜育種の実証試験を行うことを目的とした。平成29と30年度に行った遺伝学的解析の結果、第 10 染色体に存在する Lebed 由来の雄性不稔遺伝子がヘテロのときに不稔になることを明らかにしてきた。雄性不稔系統に T65 を戻し交雑して得られた個体から候補領域内で組換えを起こしている個体を選抜し、その稔性を調査した。その結果、候補領域を 120 kb(日本晴相当)に絞り込むことができた。 Hiseq X により得た Lebed の 全ゲノムシーケンシングでは、候補領域に塩基配列が途切れているギャップが 1 ヶ所存在したが、日本晴と同様に9個の遺伝子が予測された。花粉発達の異常は減数分裂期の直後から現れるため、減数分裂期の葯を含む穎花における発現をRT-PCRで調査した。その結果、4個の遺伝子で発現が見られ、5個の遺伝子で発現が見られなかった。さら に、発現が確認できた4個の遺伝子の塩基配列を調査したところ、3 個の遺伝子のコーディング配列に1 塩基の置換や数塩基の挿入が存在した。このことから、この3個の遺伝子が雄性不稔原因遺伝子の有力候補と考えられた。また、Lebedの塩基配列のギャップに日本晴ゲノムにはない未知の遺伝子が存在する可能性も考えられた。
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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
平成30年度は、雄性不稔遺伝子(Sterility: S)の解析として、ファインマッピングを目標としたが、候補領域を 120 kb(日本晴相当)に絞り込み、候補遺伝子の塩基配列を明らかにしたので、当初の計画以上に進展していると判断される。さらに、これまでの成果をとりまとめ、国際雑誌RICEに掲載された。このため、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
1. 雄性不稔遺伝子(Sterility: S)の解析：平成30年度に得られたLebed×T65戻し交雑集団を用いてS遺伝子ファインマッピングを継続する。Lebedゲノムの塩基配列を決定する。候補領域に存在する遺伝子の発現を調査するとともにcDNAの塩基配列を明らかにすることで、候補遺伝子を絞り込みクローニングを目指す。
2. 雄性不稔抑制遺伝子(Epistasis: E)の解析：雄性不稔遺伝子をヘテロに持つBC2F1集団 (BC1F1可稔個体×T65) を用いた雄性不稔抑制遺伝子のラフマッピングの結果、6番染色体のKNJ8-indel 445付近に雄性不稔抑制遺伝子が存在することが示唆されている。Lebed × T65 F2をさらに展開し、E遺伝子のマッピングを継続する。
3. 循環選抜育種の実証試験：Lebed に由来する雄性不稔遺伝子が他の品種でも優性に機能することを確かめるため、様々なイネ品種（コシヒカリなどの日本の主要品種および海外の品種；World rice core collection (WRC) を花粉親として、 Lebed × T65雄性不稔系統に交雑する。これらは、循環選抜育種に用いる育種素材となると期待される。
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