| 研究課題/領域番号 |
17K07659
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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 |
西島 隆明 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, 主席研究員 (60355708)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 花き育種 / 花器官形成 / 突然変異 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、トレニアにおいて、花弁数が著しく多い花を着ける放射相称完全八重系統を、3つの変異、つまり、八重変異、多心皮変異、放射相称変異の集積によって育成する。さらに、この過程において花弁数の増加に重要な役割を果たす2つの現象、つまり、多心皮変異によって心皮が著しく増加する現象、ならびに、多心皮変異と八重変異を集積することにより、心皮数ではなく花弁数が著しく増加する現象について、その分子機構を解明することを目的とする。
平成30年度には、完全八重系統と放射相称系統のF1世代を自殖し、F2世代を得た。F2世代では、正常型、八重、多心皮、完全八重、ならびにこれらの花形において左右相称と放射相称の個体が分離した。この集団から、完全八重と放射相称の形質を兼ね備えた放射相称完全八重の個体が得られた。
また、八重変異および多心皮変異の原因遺伝子を同定するために、正常型系統とのF2分離集団においてトランスポゾンディスプレイ解析を行った。その結果、八重変異には、形質と分離が一致するバンドは認められなかった。しかし、多心皮変異では、形質と分離が一致するバンドが存在し、このバンドは、GRASファミリー転写因子のエクソンにトランスポゾンTtf1が挿入した配列に由来することが確認された。さらに、心皮形成の有限性に関与するTfKNUおよびTfWUSを単離し、各花器官における発現を調べた結果、TfKNUでは八重変異および多心皮変異で、正常型に比較して発現低下が認められ、花器官数増加への関与が推察された。また、サイトカイニン生合成関連遺伝子のうち、TfCKX5の各花器官における発現が、正常型に比較して八重系統で高まっていた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究で目的とする放射相称完全八重系統の形質を持つ個体が得られ、また、心皮形成の有限性に関する遺伝子ならびにサイトカイニン生合成関連遺伝子の単離と発現解析が完了し、さらに、トランスポゾンディスプレイ解析によって「多心皮変異」の原因遺伝子候補が検出されるなど、一定の成果が得られた。しかし、平成29年度の研究の遅れが影響し、当初計画と比較すると、依然として進捗はやや遅れ気味である。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度には、昨年度得られた放射相称完全八重個体を増殖し、形質の安定性および遺伝性を確認する。その後、花器官数をはじめとする花の構造的特徴、ならびに花芽発達過程の形態的特徴を、完全八重系統ならびに放射相称系統と比較することにより明らかにする。
また、昨年度得られた各遺伝子の発現解析結果に基づき、各花器官において正常型と変異型の間で発現に差の認められたTfKNU、TfCKX5等の遺伝子については、構造を解析して変異の有無を明らかにする。一方、トランスポゾンディスプレイ解析によって多心皮変異の原因遺伝子候補とされたGRASファミリー転写因子については、完全長cDNAの構造解析と各花器官における発現解析を行う。その結果、原因遺伝子である可能性が高いと判断された場合には、過剰発現およびノックダウンの組換え体を作成して原因遺伝子であることを証明する。さらに、原因遺伝子であることが証明された場合には、花芽発達過程におけあらに詳細な発現解析を行い、形態形成との関係を明らかにする。
一方、トランスポゾンディスプレイ解析によって原因遺伝子候補が検出されなかった八重系統については、上記のように、サイトカイニン生合成関連遺伝子の構造解析によって原因遺伝子、あるいは関連する遺伝子ネットワークを探索する。また、変異誘発因子であるTtf1がDNA型トランスポゾンであるため、原因遺伝子から既に切り出されてしまい、トランスポゾンディスプレイ解析によって検出されなかった可能性もある。そこで、正常型と変異型のF2分離集団を、次世代型シーケンサーを用いた染色体マッピング法で解析することにより、原因遺伝子の検出を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成30年度は、平成29年度における研究計画の遅れにより、高額な試薬と実験補助員の雇用を要する研究計画の一部を令和元年度に持ち越す計画となった。そのため、次年度使用額が生じた。次年度は最終年度であるため、研究計画を着実に進めるとともに、補助期間の1年延長も視野に入れて計画を確実に完遂したい。
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