| 研究課題/領域番号 |
20K06161
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
福田 正樹 信州大学, 学術研究院農学系, 教授 (40208963)
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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 | アガリクス茸 / ヒメマツタケ / 細胞質遺伝 / ミトコンドリアDNA / 交配 |
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| 研究実績の概要 |
抗腫瘍活性など様々な機能性を保有するアガリクス茸（ヒメマツタケ）の交配育種を推進するために，きのこの形質発現に影響をおよぼす細胞質の交配に伴う遺伝様式を，ミトコンドリアDNA（mtDNA）をマーカーにして解明すること，さらに細胞質の違いがアガリクス茸の形質発現（菌糸生育，子実体形態・発生量，機能性など）にどのような影響をおよぼすかを明らかにすることを目的として研究を開始した。
初年度は5組の対峙培養接触部から出現したセクター状菌糸体（交配株）のmtDNAのRFLP分析を行い，アガリクス茸の交配に伴う細胞質の遺伝様式は，片親遺伝であることを強く示唆される結果を得た。さらに，細胞質が置換したと考えられるホモカリオンを得た。
R3年度は，セクター状菌糸体のmtDNA分析を継続した。初年度は形成したセクター状菌糸体の中心部付近からのみmtDNA分析用の菌糸体サンプルを分離していたが，セクター状菌糸体内でmtDNAがキメラ状に存在している可能性もあるので，中心部以外の部分からも菌糸体サンプルを分離して分析を行った。新たに10組の対峙培養から出現したセクター状菌糸体について分析を行ったところ，初年度の結果と同様に全ての組合せでどちらか一方の親系統のmtDNAを保有していることが示された。すなわち，アガリクス茸の交配に伴う細胞質の遺伝様式は，片親遺伝であることが示された。片親遺伝のメカニズムは不明であるが，菌糸融合後の単相核の移動速度が関与している可能性もある。
細胞質置換株の作出に関しては，セクター状菌糸体の無性胞子由来の再生菌糸体を多数分離し，それらの中から菌叢形態およびSRAPパターンを指標にして脱ヘテロカリオンの結果生じたホモカリオンを選抜した。それらの中には，細胞質が置換したと考えられるホモカリオンが存在した。菌叢形態を比較したところ，現時点では大きな差は認められていない。
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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
R3年度の研究計画は，セクター状菌糸体のmtDNA分析と細胞質置換株の作出であった。
前者については，R2年度（5組）からさらに10組の対峙培養接触部より出現したセクター状菌糸体から分離した個体についてmtDNA分析を行った。なお，R3年度はセクター状菌糸体の3ヶ所（中央部と両端）からそれぞれ分離した菌糸体について分析を行った。その結果，初年度と同様に，10組ともどちらか一方の親系統のmtDNAを受け継ぐ片親遺伝であることが示され，組換え型と考えられるRFLPパターンも検出されなかった。
後者については，無性胞子培養法によって脱ヘテロカリオンを行い，多数の再生菌糸体を得た。それらの中から，菌叢形態およびDNAプロファイル（SRAP分析）によりホモカリオンの核型を推定でき，細胞質が置換したホモカリオンを作出できた。
以上のように，当初の研究計画通り研究は進んでいると判断した。なお，当初の計画にはなかったが（昨年度の報告書に記載），簡易なミトコンドリアマーカーを作出するために，ミトコンドリア遺伝子（ミトコンドリア・ラージrDNA）の増幅産物のシーケンス（約1,000 b）を行ったが，塩基配列は親系統間で差が認められなかった。現在，cox遺伝子など他のミトコンドリア遺伝子領域の解析を進める計画を立てている。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は，これまでの分析結果から推定された仮設「アガリクス茸の交配に伴う細胞質の遺伝様式は片親遺伝である」を検証するために，セクター状菌糸体の分離とmtDNA分析を継続して行う。なお，簡易なミトコンドリアマーカー作出のために，cox遺伝子やatp遺伝子の増幅と解析を行う。簡易なミトコンドリアマーカーが作出できれば，セクター状菌糸体コロニー内の詳細な分析や，セクター状菌糸体由来の無性胞子再生菌糸体についてもmtDNA分析を行う予定である。
一方，形質発現におよぼす細胞質の影響を調査するために，R3年度に作出したホモカリオンの細胞質置換株と元株の表現型を分析する。表現型としては，当初の研究計画に記載した通り，菌叢形態や菌糸伸長速度，さらに機能性（DPPHラジカル消去活性）について調査を行う予定である。なお，現時点ではヘテロカリオンの細胞質置換株は得られていないが，交配可能な組み合わせの両親ホモカリオン系統の両方とも細胞質を置換できれば，それらを材料にして対峙培養を行うことにより細胞質が置換した交配株を作出することができる。現在，複数の組合せでセクター状菌糸体の作出を行っている。ヘテロカリオンの細胞質置換株を作出後は，上記の表現型に加え，子実体の形態や発生量についても調査したいと考えている。
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