| 研究課題/領域番号 |
20K05969
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
高橋 宏和 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (50755212)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ダイズ / 耐湿性 / 通気組織 / GWAS / トランスクリプトーム |
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| 研究実績の概要 |
日本においてダイズは主に排水性の悪い水田転換畑で栽培されることから，湿害が問題となっており，ダイズの耐湿性向上は重要な育種目標である．ダイズの耐湿性向上には恒常的にあるいは過湿ストレス発生後短期間で通気組織を形成させることが必要である．これを達成するためには，二次通気組織の形成機構を解明する必要があるが，これまでその分子機構に関する知見は皆無であった．そこで本研究課題では，組織特異的なトランスクリプトーム解析による二次通気組織形成に関わる遺伝子の情報の蓄積やこれまで解析が行われてこなかった二次通気組織形成速度に着目した解析を行うことで，ダイズの耐湿性向上のために二次通気組織形成に重要な遺伝子を探索，同定することを目指して解析を行っている．
ダイズGWASパネル198系統における二次通気組織形成速度の評価については，順調に進展しており，残り90系統ほどがを残すのみであり，今年度中には評価は終了すると考えられる．また，Laser Microdissectionを用いたトランスクリプトーム解析により，二次分裂組織の維持に関与すると想定される転写因子について現在機能解析を行っている，さらに，植物ホルモンが関与すること示唆する結果が得られ，現在サイトカイニンとシャスモン酸が，二次通気組織形成に関与するという仮説を証明するために解析を進めている．
今後は，二次通気組織形成速度に関するGWAS解析を行い責任遺伝子の同定を目指すとともに，現在作出中の形質転換体の評価を行うことで，二次通気組織形成に関わる重要因子の同定を目指す．
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| 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
本研究課題では，ダイスの耐湿性に重要な二次通気組織の形成速度に着目し，GWASを用いてその責任遺伝子を単離することが目的である．ダイズGWASパネル198系統における二次通気組織形成速度については，日本由来の約100系統について評価が終わっており，順調に評価が進んでいる．現在野生種および海外の品種の評価に着手しており，今年度中には全ての系統の評価が終わる予定である．また，Laser Microdissectionを用いたトランスクリプトーム解析により，二次通気組織形成過程で遺伝子発現が変動する遺伝子を9つのクラスターに分類した．このうち，二次分裂組織の維持に関与することが想定される転写因子について，現在過剰発現体とCRISPR/Cas9を用いたゲノム編集による遺伝子破壊系統の作出を試みている．過剰発現体についてはT0個体が得られていることから，今後T1個体を用いて解析を行う予定である．さらに，トランスクリプトームデータから植物ホルモンであるサイトカイニンとシャスモン酸が，二次通気組織形成に関与する可能性が示唆された．そこで．それぞれの植物ホルモン処理実験を進めたところ，サイトカイニンが二次分裂組織の細胞分裂を正に制御し，シャスモン酸が二次分裂組織の二次通気組織への分化を促進することを示唆する結果が得れたため，二次通気組織形成が，サイトカイニンとシャスモン酸のバランスにより制御されているという仮説を立案した．現在この仮説を証明するためにさらに解析を行なっている．
当初今年度中に，アソアオガリのゲノム配列についてシークエンスを外部委託により実施する予定であったが，新型コロナウイルスの影響もあり，納品日程等が不透明であったことから，先送りにしていたため，次年度実施する予定である．
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| 今後の研究の推進方策 |
ダイズGWASパネル198系統において，二次通気組織形成速度の評価が終わっていない系統は，野生種および海外の品種の約90系統ほどであることから，今後も順次評価を続けていく予定である．これまでの経験から，形質によっては100系統程度でもGWAS解析を行い有意な多型を検出することが可能なことがある．そこで，まだ全ての系統の評価が終了していないが，二次通気組織形成速度についてのGWAS解析を行い，責任遺伝子の同定を試みる予定である．また，二次分裂組織の維持に関与することが想定される転写因子の過剰発現体について，現在T1世代の種子が取れつつある状況である．今後は，この種子を用いて二次通気組織形成能を評価し，この転写因子が，その形成制御に関与しているかどうかを明らかにしていく．また，昨年度見送っていたアソアオガリのゲノム配列についてもシークエンスを行い，アソアオガリにおける二次通気組織の早期形成に関わる責任遺伝子の同定を目指す．
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