| 研究課題/領域番号 |
25252008
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
江面 浩 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00332552)
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| 研究分担者 |
加藤 一幾 岩手大学, 農学部, 助教 (30613517)
有泉 亨 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70575381)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | トマト / 重要形質 / 日持ち性 / 糖度 / 花成 |
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| 研究概要 |
本研究では、申請者らが開発したマイクロトムのTILLING技術基盤を使って、トマトの重要育種形質（日持ち性、糖度、花成）関連遺伝子の変異体を選抜・固定する。続いて、野生型と変異体の間で、表現型解析、トランスクリプトーム解析を含めた比較オミックス解析を行い、３つの形質発現それぞれについて分子ネットワークを明らかにする。得られた分子ネットワーク情報に基づいて、各育種形質を改変する分子制御技術を提案する。本年度は、以下の結果が得られた。
１． 日持ち性制御機構解析：TILLINGの対象とする日持ち形質に関与する遺伝子（SlETR1-6, ACS4,ACO4, RIN, NOR）の完全長cDNAクローンとそれに対応するゲノム配列の情報を獲得し、プライマーを設計し、6912系統のDNAプールから変異を探索した。その結果、RINで9系統、NORで18系統、ACS4で5系統、ACO4で3系統の変異体を選抜した。SlETR1-6については、先行研究で変異系統を選抜しており、これらと併せて、新たに得られた変異体の栽培を行い、変異遺伝子のホモ化を進めている。
２．糖度蓄積制御機構解析：TILLINGの対象とする糖度蓄積形質に関与する遺伝子（VPE5）の完全長cDNAクローンとそれに対応するゲノム配列の情報を獲得し、プライマーを設計し、6144系統のDNAプールから変異を探索した。その結果、VPE5で12系統の変異体を選抜した。続いて、変異体の栽培を行い、変異遺伝子のホモ化を進め、4系統については変異アレルのホモ系統を得た。
３． 花成制御機構解析：TILLINGの対象とする花成制御遺伝子（SlGI、SlCO1-3、SP5Gなど）の内、SP5Gについて、完全長cDNAクローンとそれに対応するゲノム配列の情報を獲得し、プライマーを設計し、6912系統のDNAプールから変異を探索した。現在までに、2系統の変異体を選抜した。平行して、先行研究で得たSP5G過剰発現組換え体の解析を進め、接ぎ木試験よりSP5Gタンパク質は移動しないことが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、３つの課題に取り組み、それぞれ以下の進捗状況であったことから、上記の判断を行った。
１．日持ち性制御機構解析：予定された遺伝子の変異体のTILLING選抜を行い、期待される変異体を獲得できた。得られた変異体については、栽培を行いホモ化を進めるとともに、表現型の解析を進めた。
２．糖度蓄積制御機構解析：予定された遺伝子の変異体のTILLING選抜を行い、期待される変異体を獲得できた。得られた変異体については、栽培を行い、一部の系統についてはホモ化系を獲得した。
３．花成制御機構解析：予定された遺伝子のゲノム情報の取得は修了したが、変異体のTILLING選抜は1遺伝子のみ行った。これについては、組換え体の解析も進め、機能解析を開始した。一方、他の遺伝子については、TILLING選抜を完了できていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
得られた重要育種形質（日持ち性、糖度、花成）関連遺伝子の変異体を固定する。続いて、野生型と変異体の間で、表現型解析、比較オミックス解析を行い、３つの形質発現それぞれについて分子ネットワークを明らかにする。得られた分子ネットワーク情報に基づいて、各育種形質を改変する分子制御技術を提案する。研究期間内に実施可能な制御技術については、その有効性の実証実験を行う。
１． 日持ち性制御機構解析：１）TILLING技術基盤による１塩基置換変異系体の選抜：前年度に引き続いて、得られた変異体については、戻し交雑を行い、遺伝的背景をきれいにするとともに、変異遺伝子のホモ化を行う。２）変異体の比較オミックス解析と分子ネットワーク解析：変異遺伝子ついてホモ化された変異体の中で明確な表現型の変化（日持ち性が良い系統と悪い系統）が認められた変異体と野生型で、果実成熟過程の比較オミックス解析を行う。
２． 糖度蓄積制御機構解析：１）TILLING技術基盤による１塩基置換変異系体の選抜：前年度に引き続いて、得られた変異体については、戻し交雑を行い、遺伝的背景をきれいにするとともに、変異遺伝子のホモ化を行う。２）変異体の比較オミックス解析と分子ネットワーク解析：変異遺伝子ついてホモ化された変異体の中で明確な表現型の変化（高糖度系統と低糖度系統）が認められた変異体と野生型で、果実成熟過程の比較オミックス解析を行う。
３． 花成制御機構解析：１）TILLING技術基盤による１塩基置換変異系体の選抜：前年度に引き続いて、得られた変異体については、戻し交雑を行い、遺伝的背景をきれいにするとともに、変異遺伝子のホモ化を行う。２）変異体の比較オミックス解析と分子ネットワーク解析：変異遺伝子ついてホモ化された変異体の中で明確な表現型の変化（花成異常変異体）が認められた変異体と野生型で、花成制御機構の比較オミックス解析を行う。
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