Identification of susceptibility gene for pine wood disease in Pinus thunbergii using next generation sequencing

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K07792
• Research Institution: Forest Research and Management Organization
• Principal Investigator: 平尾 知士 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 林木育種センター, 主任研究員 等 (90457763)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: クロマツ / マツノザイセンチュウ / 連鎖地図 / 次世代シーケンサー / 感受性遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、次世代シーケンサーを用いた遺伝子型決定法（Genotyping-by-sequencing；GBS）を利用した遺伝解析から、クロマツ（Pinus thunbergii）におけるマツノザイセンチュウ(Bursaphelenchus xylophilus)感受性遺伝子の特定を試みた。GBSによって得られた1,675個の多型情報をもとに13連鎖群（全長1852.20 cM）からなるクロマツの連鎖地図を構築した。クロマツの基本染色体数である12連鎖群には収束しなかったものの、1連鎖群あたり平均129マーカーで構成される高密度な連鎖地図を構築することができた。構築した連鎖地図情報と接種検定より得られた表現形質情報をもとに連鎖解析を行った結果、感受性形質に関連する遺伝子座を第3連鎖群上に1カ所検出することができた。さらにノンパラメトリック検定で表現形質と有意な関連性を示す遺伝子座の塩基配列情報をもとにテーダマツ（Pinus taeda）のゲノム情報に対して相同性検索を行うことで、当該ゲノム領域を検出した。また、検出したテーダマツのゲノム領域に対して、現有のクロマツEST情報をマッピングすることで、感受性遺伝子の候補となる遺伝子を10遺伝子に絞り込むことができた。本研究の最終目的であるマツノザイセンチュウ感受性遺伝子の特定には至らなかったものの、クロマツにおいて次世代シーケンサーを利用したゲノムワイドな遺伝子型決定法を確立するとともに、より精度の高い高密度な連鎖地図を構築することができ、感受性形質に関連する候補遺伝子の絞り込みまで行うことができたことは、今後マツ枯れの分子メカニズムの解明につながるだけでなく、抵抗性遺伝子の蓄積と感受性遺伝子の排除を組み合わせた新たな抵抗性育種戦略を提案できる可能性が高い。