DNAマイクロアレーを用いたコムギの機能ゲノム育種研究システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13356001
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 荻原 保成 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助教授 (40185533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻本 敦美 DNAチップ研(株), 主任研究員 ; 山崎 由紀子 国立遺伝学研究所, 生物遺伝資源情報総合センター, 助教授 (00239956) ; 村井 耕二 福井県立大学, 生物資源学部, 助教授 (70261097)
• Keywords: コムギ / cDNAライブラリ / ESTの大量解析 / クラスタリング / ボディーマップ / クローンの選抜 / マイクロアレイ作成 / 機能ゲノム育種

Research Abstract

作物の種子形成過程は、栄養生長から生殖生長への移行、花器官の形成、配偶子の形成、受精、登熟と様々な発育段階を含む。本研究は、(1)コムギの種子形成過程における2種類の重要な組織(幼穂と登熟過程の種子)から構築したcDNAライブラリーを用い、これらの組織の大量EST解析を体系的に行い、この時期に発現されている遺伝子のカタログ化をはかる。(2)機能ゲノム科学のツールとして注目されているDNAマイクロアレー技術を作物の種子形成過程に適用し、環境受容から器官形成における遺伝子制御ネットワークをモニタリングし、これらの過程で特異的に発現するcDNAの遺伝子発現パターンを解析できるシステムを開発する。(3)コムギの生活環で働く遺伝子の構造・発現パターンの特徴をデータベース化する。さらに、(4)新奇に発見した重要農業形質(製粉性、穂発芽抵抗性、感光性、播き性、耐凍性等)に関連する遺伝子の特許を申請し、実際の育種に活かす、ことを目的とした。本年度は研究が進展し、コムギの生活環の代表的な10組織における116278塩基配列を決定し、これらの配列を「phrap」で25971contigにグルーピングした。これらの遺伝子のうち重複をさけ、(1)種子登熟過程の3364クローン、(2)穎花分化期の幼穂の3260クローンを選抜し、それぞれスポッティングした(1)コムギ種子登熟過程cDNAマイクロアレイ、(2)花器官分化過程解析アレイ、を作成した。このアレーに種々の環境条件で育成したコムギの組織からRNAをターゲットとしてハイブリダイゼーションを行った。各条件に特徴的な遺伝子発現パターンを体系的に解析し、cDNAマイクロアレー検出システムが機能することを確認した。

Research Products

• [Publications] Y.Ogihara, K.Mochida, Y.Nemoto, K.Murai, Y.Yamazaki, T.Shin-I, Y.Kohara: "Correlated clustering and virtual display of gene expression patterns in the wheat life cycle by large-scale statistical analyses of expressed sequence tags"The Plant Journal. 33(6). 1001-1011 (2003)