| 研究課題/領域番号 |
21J23594
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 石川県立大学 |
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研究代表者 |
瀬川 天太 石川県立大学, 生物資源環境学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| キーワード | 光非依存的な着色機構 / カブ |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、カブ品種「アカマル」の根茎肥大部における光非依存的な着色機構(LIA機構)の解明を目的としている。これまでに、LIA機構を有するカブ品種「アカマル」とLIA機構を有さない「金沢青カブ」のF2世代から原因遺伝子領域のqLIA7を同定した。qLIA7の機能を確認するため、「アカマル」と「金沢青カブ」のF1世代を「金沢青カブ」で連続戻し交配し、着色の有無に関わる遺伝子およびqLIA7の遺伝子領域のみを「アカマル」由来とし、遺伝背景を「金沢青カブ」とした 「NIL496」を育成した。「NIL496」と同様の遺伝背景で、qLIA7を「金沢青カブ」由来とした「NIL451」も育成した。「NIL496」は、LIAを示さないことから、「アカマル」のLIAを再現するには、qLIA7以外の遺伝子領域が必要であると分かった。「NIL496」と「アカマル」のF1はLIAを示し、「NIL451」と「アカマル」のF1はLIAを示さないことから、LIAの再現には、「アカマル」由来のqLIA7をホモ接合型で有する必要があると分かった。
本年度は、「NIL496」と「アカマル」のF2におけるQTL-seq解析、NILにおける発現解析およびメチル化解析を実施した。まず、「NIL496」と「アカマル」のF2(334個体)を圃場で育成した。F2では、LIAを示す個体は示さない個体よりも少なかった。また、QTL-seq解析では、原因遺伝子領域は検出されなかった。以上よりLIAはエピジェネティックな制御機構が関わっていると考えられる。次に、「NIL496」と「アカマル」のF1および「NIL451」と「アカマル」のF1においてRNA-seqおよびEM-seqを実施した。着色する組織としない組織間で発現差とメチル化レベルに差がある遺伝子の検出を行なったが、LIAを直接決定するような候補遺伝子は同定できなかった。
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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
「アカマル」と「NIL496」のF2世代における遺伝解析より、LIA機構が遺伝的な制御だけで決定される形質でないことが明らかになった。遺伝的な制御に基づく形質の遺伝解析を想定して研究計画を立てていたため、エピジェネティックな制御を想定した研究計画に変更した。当初、Sat-BSAによる遺伝子同定を本年度の目標としていたが、「アカマル」と「NIL496」、および「アカマル」と「NIL451」のF1世代における転写産物やDNAメチル化の比較を実施した。しかし、LIAの制御に関わるエピジェネティックな制御機構は、解明できていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、「アカマル」と「NIL496」、および「アカマル」と「NIL451」のF1世代における比較を主に進め、まず、sRNAに原因がないかを調べるためにsRNA-seqを実施する。また、LIA機構を有さない品種「日野菜」と「アカマル」のF1を「アカマル」で連続戻し交配により、qLIA7のみを「日野菜」由来とするNILを育成済みである。育成されたNILの形質は、LIA機構を有していた。つまり、qLIA7を有していなくても「アカマル」の遺伝背景があればLIAが再現された。これは、「アカマル」と「金沢青カブ」のNILで得られた結果とは逆だった。エピジェネティックな制御の一つであるパラミューテーションを想定して、「アカマル」と「日野菜」のNILを自殖していき、後代における形質の変化がないかを確認する。
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