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2020 年度 実績報告書

タイヌビエ多剤抵抗性の鍵となるシトクロムP450遺伝子の協調的発現制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02955
研究機関京都大学

研究代表者

岩上 哲史  京都大学, 農学研究科, 助教 (00761107)

研究分担者 赤木 剛士  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (50611919)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード解毒型抵抗性 / タイヌビエ
研究実績の概要

(1)タイヌビエ交雑後代(F5)約120集団について、ddRAD-seqライブラリを構築し、Hiseq4000でシーケンスした。中国産タイヌビエのドラフトゲノムにマッピングし、遺伝子型を決定した。F5世代の除草剤感受性について、F6世代の感受性を評価することにより推定した。遺伝子型と表現型の情報からゲノムワイド関連解析(GWAS)を行ったところ、抵抗性と関連する2つのコンティグが同定された。これらのコンティグを染色体レベルのアセンブルが行われているヒエ属2倍体種のゲノムと比較すると、単一のゲノム領域に対応することが明らかになった。そこでF5世代の遺伝子型から連鎖地図を構築しQTL解析を行ったところ、1つの領域が検出された。以上の結果は、F2世代における抵抗性の分離比などから推定されてきた、単一遺伝子座支配の仮説を支持するものである。
(2)タイヌビエプロトプラストを用いた一過的形質転換実験について良好な結果が得られなかったため、核ゲノムへの形質転換を試みることにした。産地や形態的特性の異なるタイヌビエ7系統についてカルスを誘導し、その培養特性や再分化能を評価したところ、いずれについても良好な系統が1つ見つかった。本系統由来のカルスについて、ハイグロマイシンとグルホシネートの感受性を評価したところ、グルホシネートに高い感受性を示したため、選抜薬剤にはグルホシネートが有効であると考えられた。GUSやGFPのレポーター遺伝子を利用し、アグロバクテリウム法で形質転換を試みたが、形質転換体は得られなかった。
(3)多剤抵抗性発現機構について知見を得るため、VLCFAE阻害剤チオベンカーブの抵抗性について検討した。これまでに評価した除草剤については抵抗性形質が交雑後代で連鎖したが、チオベンカーブについては連鎖が認められなかった。

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

2019年度の遅れに加え、コロナ禍での研究制限などの影響により予定通りの進捗が得られなかった。

今後の研究の推進方策

GWASで特定した抵抗性原因遺伝子の候補領域は、タイヌビエドラフトゲノムでは2つのコンティグにまたがるため、新規にゲノムを解読し、本領域の塩基配列を決定する。DNA領域をさらに絞り込むため、遺伝学的解析をさらに進める。タイヌビエカルスの形質転換について、パーティクルガン法を検討する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Cytochrome <scp>P450</scp> ‐mediated herbicide metabolism in plants: current understanding and prospects2020

    • 著者名/発表者名
      Dimaano Nina Gracel、Iwakami Satoshi
    • 雑誌名

      Pest Management Science

      巻: 77 ページ: 22~32

    • DOI

      10.1002/ps.6040

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2022-12-28  

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