2019 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of quantitative trait loci regulated by environmental condition.
| Project/Area Number |
17H01458
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
松岡 信 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (00270992)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 育種学 / 遺伝学 / 遺伝子 / 植物 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究目的は、環境に呼応し機能変化する農業関連遺伝子の単離・解析手法の確立とそれを利用した分子育種である。農業関連形質の多くは量的形質で、従来QTL解析により遺伝子レベルの研究が進められて来たが、本研究はQTL解析ではなくゲノムワイド関連(GWA)解析により進める。重要農業形質は、気象や土壌と言った外的環境によりダイナミックに影響を受け、環境条件を加味した遺伝解析が強く望まれている。本研究では、外的環境に呼応してその機能を変化させるQTL遺伝子の単離・解析技術を構築することを目指した。以下にその成果を箇条書きで記す。
1．窒素施肥を変えた3条件（無施肥区、標準区（6kg/a）、多施肥区（18kg/a））でGWASパネルを栽培し到穂日数を計測値として、一般的回帰モデルに家系構造を考慮した項を付加した式を作成し「ゲノム・環境交互作用項」に関してGWASを行った結果、有意ピークが多数存在したが、Q-Qプロットで原点付近から逸脱する多型が多く存在し（Q-Qプロットのインフレーション）このGWASは多くの擬陽性が含まれると予想された。そこで、我々が新しく提案した「形質値のPCA処理しその主成分スコアを用いてGWASを行う」方法（PNAS, 2019）を試みた結果、PC1は到穂日数変化の寄与度が98%以上で既知出穂遺伝子が高い相関で発見され、PC2は第3染色体長腕端にピークが観察された。
2．このピークに付いて原因遺伝子検索を行ったところ、候補領域内に出穂遺伝子HD6が存在し、PC2スコアの分散には窒素施肥の多寡が関連することが認められた。
3．このHD6(カゼインキナーゼ)に関し、様々な分子生物学的、生化学的解析を行った結果、N量によりリン酸化活性が変化し、転写因子であるHD2タンパク質のリン酸化を介してフロリジェンの発現を制御することが確認された。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
