2019 Fiscal Year Annual Research Report
バラ科果樹の低温要求性マスターレギュレーターの制御経路解明と新規休眠制御技術開発
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18H02198
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山根 久代 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80335306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉田 洋介 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (50579290)
富永 晃好 静岡大学, 農学部, 助教 (50776490)
羽生 剛 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (60335304)
高居 恵愛 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70589770)
池田 和生 山形大学, 農学部, 准教授 (80555269)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 果樹 / 休眠 / エピジェネティック / ヒストン修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，低温要求量に多様性をもつバラ科果樹を材料にした，低温要求性の遺伝的主要制御経路の解明とその知見の応用である．「休眠芽が低温蓄積をどのようにカウントし，どのような代謝経路が活性化することで，萌芽準備段階へとフェーズを転換させるのか，さらには低温要求性の種間，品種間差異がどのように生じ進化していったのか」につ いて申請者が得ている手がかりを元にした独自の仮説を検証するかたちで研究を進めた．以下に研究項目ごとの概要を詳述する．
①ウメ発芽日QTL領域の解析：バラ科サクラ属果樹の低温要求性・高温要求性・発芽日制御QTL領域に座乗するSNPs情報からKASPマーカーを作成した。発芽日が異なるウメ品種群におけるKASPマーカー多型解析を行った結果、Late leafing品種群に特異なSNPアレルが検出された。すなわちこの領域は、ウメ品種群における多低温要求性ならびにlate leafing品種群の成立に関連している可能性が考えられた．
②クロマチン抗体を用いたリンゴChIP解析：リンゴの休眠におけるフェーズ転換にヒストンH3のK4トリメチル化（H3K4me3）あるいはH3K27me3取りメチル化（H3K27me3）によるエピジェネティックな制御が関連している可能性を検証するため、H3K4me3, H3K27me3抗体を用いたChIP解析をおこなった。ABA生合成、信号伝達ならびに応答性遺伝子群がヒストン修飾によるエピジェネティックな制御を受けていることを示す結果を得た。
③低温要求期間ならびに高温要求期間における花芽の形態変化：ウメ品種群を用いた解析から、低温要求量の大小は、器官分化完了から急速な器官肥大発達開始までの期間と相関があることがわかった。すなわちウメの開花日早晩性には、花芽の成熟に要する期間の長短が関係していると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ウメQTL解析で同定した遺伝領域が、ウメ品種群の多低温要求性ならびに晩期発芽の進化に重要な役割を果たしていることを示唆する結果を得た。本研究の目標である低温要求性の進化機構の一助となる成果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
QTL領域に座乗する遺伝子解析を進める。ChIP解析のデータ解析を進め、果樹の休眠進行におけるエピジェネティック制御の関与の可能性をさらに検証していく。発芽不良障害が頻発しているニホンナシ‘幸水’における休眠や花成関連遺伝子の解析を進める。
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[Journal Article] Apple whole genome sequences: recent advances and new prospects.2019
Author(s)
Peace, C.P., L. Bianco, M. Troggio, E. van de Weg, N.P. Howard, A. Cornille, C-E. Durel, S. Myles, Z. Migicovsky, R.J. Schaffer, E. Costes, G. Fazio, H. Yamane, et al.
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Journal Title
Horticulture Research
Volume: 6
Pages: 59
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Overexpression of Prunus DAM6 inhibits growth, represses bud break competency of dormant buds and delays bud outgrowth in apple plants.2019
Author(s)
Yamane, H., M. Wada, C. Honda, T. Matsuura, Y. Ikeda, T. Hirayama, Y. Osako, M. Gao-Takai, M. Kojima, H. Sakakibara and R. Tao.
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 14
Pages: e0214788
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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