| 研究課題/領域番号 |
26292003
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
掛田 克行 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (50221867)
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| 研究分担者 |
小松田 隆夫 国立研究開発法人農業生物資源研究所, 作物ゲノム研究ユニット, 上級研究員 (60370657)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 自家不和合性 |
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| 研究実績の概要 |
オオムギ近縁野生種Hordeum bulbosumにおいて、前年度までに花粉と雌ずいのトランスクリプトーム比較解析によって、S1およびS3ハプロタイプ特異的花粉発現コンティグのそれぞれリード比上位50番以内のコンティグを花粉側S遺伝子候補としてスクリーニングした。これらのうち、配列多型可能性、花粉発現特異性、推定座乗染色体 (S遺伝子座との仮想連鎖) 、推定コードタンパク質の分類・機能などの観点から、8つのコンティグを花粉側S遺伝子の候補としてさらに絞り込んだ。これらのコンティグにおいて、S1, S3両ハプロタイプの対立遺伝子の全長配列を決定し、推定アミノ酸配列の比較解析を行った。
次に、イネ科の他の2つの自家不和合性種（ライムギおよびペレニアルライグラス）において、オオムギ野生種の雌蕊側S遺伝子(HPS10)オルソログの同定に成功した。これらのハプロタイプ間多型性および雌蕊特異的発現性から、HPS10遺伝子がイネ科共通の雌蕊側S遺伝子であることが強く裏付けられた。一方、自家和合性のコムギとその近縁種のHPS10オルソログには品種・系統間でほとんど多型性のないことを発見し、この雌蕊側S遺伝子オルソログを基点として、コムギとその近縁種ゲノムにおけるシンテニー領域を同定した。
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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
本研究では、雌性S決定因子（HPS10）の同定に続き、オオムギ野生種の花粉側（雄性）S遺伝子の単離・同定を達成し、雌雄S決定因子間の自他（ハプロタイプ特異的）認識機構を明らかにすることを目的としている。本年度は、花粉トランスクリプトームからの花粉側S遺伝子候補の絞り込みをさらに進めることができた。ただし、当初計画した機能証明実験に供するほど有力な最終候補遺伝子の特定には到っていない。
一方、第二の研究目的として掲げた、オオムギ野生種で同定した雌蕊側S遺伝子がイネ科共通の自家不和合性遺伝子であることの検証には大きな進展が得られた。ライムギおよびイタリアンライグラスにおける多型性HPS10オルソログの同定は、イネ科全体の自家不和合性研究を加速させるきわめて重要な成果と考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
花粉側S遺伝子の最終候補の絞り込みに向け、候補遺伝子の雌蕊側S遺伝子（HPS10）座乗ゲノム領域近傍へのマッピングを行うと同時に、それらをマーカーとしてS遺伝子座ゲノム領域近傍のゲノムシーケンス解析範囲を拡げることで新規候補遺伝子の獲得についてもアプローチする。ここで新たに獲得したオオムギ野生種のS遺伝子座周辺ゲノム配列と、オオムギやコムギ（とその近縁種）ゲノムデータベースとの比較解析を行い、自家不和合性・和合性種間で顕著な違いを示すゲノム（または遺伝子）領域を特定する。こうしたゲノム情報科学的アプローチから、自家和合性の原因となりうる変異ゲノム領域の同定を目指すとともに、当該領域内に存在するオオムギ野生種遺伝子の解析から花粉側S遺伝子を同定する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
主に高速シークエンサーによる受託解析を延期したため。これにより、H27年度の計画に支障が生じたことはない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
繰り越した経費は、主として高速シークエンサーによる大規模シーケンス解析のサンプル調整費および受託解析経費に使用する予定である。
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