2015 Fiscal Year Annual Research Report

iQTL-seq; 品種間交雑後代における新規遺伝子単離技術の開発

Research Project

Project/Area Number	15H05611
Research Institution	Iwate Biotechnology Research Center
Principal Investigator	高木宏樹公益財団法人岩手生物工学研究センター, その他部局等, 研究員 (80616467)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	植物育種 / バイオインフォマティクス / 植物遺伝学
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、新規遺伝子単離技術「iQTL-seq；identification of the gene controlling quantitative trait」の確立を目的としている。当該年度は、まず、iQTL-seq法のパイプライン化を目標として研究を進めた。構築されたパイプラインでは、まず、DISCOVAR de novoによる「Local de novo assemble」を行う。「Local de novo assemble」では、通常のQTL-seq法で同定された原因遺伝子領域において、交配に用いた親品種のゲノム配列を再構築することを行う。次に、品種間交雑後代のうち、両極の表現型を示す選抜個体をバルクシーケンスし、得られたシーケンスリードを、それぞれ、Local de novo assembleで構築されたコンティグ配列に対してBWAを用いてアライメントする。最後に、Local de novo assembleで構築されたコンティグにおいて、遺伝子予想を行い、遺伝子間でのシーケンスdepthをバルクサンプル間で比較する。本年度は、構築したパイプラインを用いて、HitomeboreおよびNortaiの品種間交雑後代におけるイネいもち病圃場抵抗性遺伝子同定をメインで実施した。その結果、Nortai由来のイネいもち病圃場抵抗性遺伝子と推察される候補遺伝子の同定に成功している。現在、形質転換技術を用いて候補遺伝子の確認を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 現在までにiQTL-seqのパイプライン構築を行い、さらに、実際のイネの品種間交雑後代へ適用を開始しており、計画通りに進んでいる。具体的には、HitomeboreおよびNortaiの交雑後代において、Nortai由来のイネいもち病圃場抵抗性遺伝子の候補遺伝子を同定している。候補遺伝子については、現在、２種類の形質転換体を用いて確認を進めている。一つは、RNAi法による発現抑制を行った形質転換体、もう一方は、nativeプロモーター制御下で候補遺伝子を発現させた形質転換体である。それぞれの形質転換体の作出は、計画通り終了しており、現在、得られた形質転換体において表現型の調査を進めているところである。また、候補遺伝子の圃場レベルでの機能を確認するために、HitomeboreとNortaiの交雑後代をHitomeboreを反復親として連続戻し交配を実施している。よって、Hitomeboreを遺伝背景にもつNortai由来のイネいもち病に対する圃場抵抗性遺伝子領域を有する準同質遺伝子系統の育成も予定通り進行している。
Strategy for Future Research Activity	本年度は、構築したiQTL-seqのパイプラインを用いてHitomeboreおよびNortaiの品種間交雑後代におけるイネいもち病に対する圃場抵抗性遺伝子の候補を同定した。候補遺伝子については、その確認を目的とした形質転換体の作出も終了している。次年度以降は、得られた形質転換体において目的の表現型が得られるか試験する。また、その他の形質に関する候補遺伝子の同定もiQTL-seqを用いて、順次行っていく予定である。候補遺伝子を同定後は、順次、形質転換体を育成して確認作業を行っていく。本年度は、さらに、候補遺伝子の圃場レベルでの機能を確認するため、連続戻し交配による準同質遺伝子系統の育成も行った。次年度以降は、育成された準同質遺伝子系統を実際に圃場で栽培し、目的とする形質の付与および不良形質の有無の確認を行う。また、育成されたNILを全ゲノムシーケンスして、NILが有する遺伝背景が戻し交配の反復親と高い相同性を有していることを全ゲノムレベルで確認する。