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2018 年度 実施状況報告書

ヘテロシス発現に寄与する遺伝子の分類基準と育種への応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K15207
研究機関北海道大学

研究代表者

北崎 一義  北海道大学, 農学研究院, 助教 (60532463)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード育種 / 雑種強勢 / テンサイ / 遺伝子発現
研究実績の概要

バイオマス増加に関するヘテロシス(雑種強勢)は、農作物のハイブリッド品種に広く利用されている。しかしながら、分子メカニズムの詳細は不明である。本研究ではテンサイ初期生育におけるヘテロシスの発現機構について基礎的な知見を明らかにし、ハイブリッド育種の効率化に貢献することを目的とする。昨年度の研究では、テンサイ初期生育におけるF1のバイオマスの増加について、期間や時期などを詳細に明らかにすることができた。以下に本年度の研究結果を示す。
1.表現型解析からヘテロシスの発現に高く寄与していると考えられる時期において葉と根からRNAを抽出し、RNA-seq解析に供試した。テンサイリファレンスゲノムにコードされる遺伝子についてF1と各親系統で比較したところ、発現変動遺伝子の数は、いずれの器官においても親系統間の方がF1と各親との間よりも多かった。
2.F1が両親よりも発現が促進されている遺伝子の数は、全遺伝子数の0.2-0.3%であった。次にこれらの遺伝子群についてGOエンリッチメント解析を行ったところ、有意なGOタームは検出されなかった。
3.データベース上で公開されているテンサイ6系統のゲノムについて、系統間で保存されている割合を遺伝子ごとに明らかにした。全系統で高く保存されている遺伝子は全体の約40%であった。また、発現解析において発現変動していない遺伝子群では、全系統で保存されている遺伝子の割合が高かった。

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

RNA-seqによる遺伝子発現解析を計画通りに行い、新たな知見を得ることができた。ゲノム配列については供試系統の解析を進めている。

今後の研究の推進方策

計画通りに研究を行う。本年度は、F2集団を用いてヘテロシス発現に寄与する候補遺伝子を絞り込み、ヘテロシス発現の分子モデルを検証する。

次年度使用額が生じた理由

人件費削減によって差額が生じ、その分は物品費として利用した。翌年度の物品費として利用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Identification and characterization of a semi-dominant restorer-of-fertility 1 allele in sugar beet (Beta vulgaris)2019

    • 著者名/発表者名
      Arakawa T, Ue S, Sano C, Matsunaga M, Kagami H, Yoshida Y, Kuroda Y, Taguchi K, Kitazaki K, Kubo T
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Genetics

      巻: 132 ページ: 227-240

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00122-018-3211-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fertility-restoring genotype of beet (Beta vulgaris L.) is composed of a weak restorer-of-fertility gene and a modifier gene tightly linked to the Rf1 locus.2018

    • 著者名/発表者名
      Arakawa T, Uchiyama D, Ohgami T, Ohgami R, Murata T, Honma Y, Hamada H, Kuroda Y, Taguchi K, Kitazaki K, Kubo T
    • 雑誌名

      PLOS One

      巻: 13 ページ: e0198409

    • DOI

      https://doi.org/10.1371/journal.pone.0198409

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolic Reprogramming in Leaf Lettuce Grown Under Different Light Quality and Intensity Conditions Using Narrow-Band LEDs2018

    • 著者名/発表者名
      Kitazaki K, Fukushima A, Nakabayashi R, Okazaki Y, Kobayashi M, Mori T, Nishizawa T, Reyes-Chin-Wo S, Michelmore RW, Saito K, Shoji K, Kusano M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 7914

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-018-25686-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] テンサイ初期生育における ヘテロシスの表現型と遺伝子発現解析2019

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、大久保めぐみ、久保友彦
    • 学会等名
      日本育種学会第135回講演会
  • [学会発表] テンサイの初期生育にみられるヘテロシス(雑種強勢)の網羅的な表現型解析2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      てん菜研究会(第16回技術研究発表会)
  • [学会発表] 網羅的表現型解析によって見出されたテンサイ初期生育のヘテロシス発現に関する形態的特徴2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      日本育種学会第134回講演会
  • [学会発表] テンサイ初期生育におけるヘテロシスの分子機構解明に向けたゲノム配列比較解析2018

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、大久保めぐみ、久保友彦
    • 学会等名
      日本育種学会第134回講演会
  • [学会発表] ヘテロシス(雑種強勢)のオミクス解析に向けたテンサイの初期生育における表現型解析とゲノム比較2018

    • 著者名/発表者名
      北崎一義、大久保めぐみ、久保友彦
    • 学会等名
      第36回 日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
  • [学会発表] テンサイの生育初期で発現するヘテロシスの表現型解析および親系統間のゲノム配列比較2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] テンサイ初期生育において発現するヘテロシス(雑種強勢)の形態的特徴2018

    • 著者名/発表者名
      大久保めぐみ、久保友彦、北崎一義
    • 学会等名
      日本育種学会・日本作物学会北海道談話会 年次講演会

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公開日: 2019-12-27  

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