2013 Fiscal Year Research-status Report
イオノミクス・メタボロミクス解析によるRILsを用いた大豆青立ち耐性機構の解明
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25450089
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
中村 卓司 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター生産環境研究領域, 主任研究員 (60399425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡崎 圭毅 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター生産環境研究領域, 主任研究員 (40414750)
山田 哲也 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究所・畑作物研究領域, 研究員 (60414653)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | メタボロミクス / ダイズ / 莢先熟 |
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| Research Abstract |
大豆では莢が成熟しても茎葉が枯死しない「青立ち」現象（莢先熟）が多発し、コンバイン収穫の困難化や刈り遅れによる品質低下、裂莢による減収を招いている。青立ちの発生程度は環境的要因ばかりでなく遺伝的要因の影響を受けることが知られており、青立ち発生機構の解明が求められている。近年、青立ち抵抗性の異なる品種・系統の交雑に由来するRILsから、青立ち抵抗性に関するQTLが近年見いだされた。青立ちはシンクソース関係が崩れることにより起こりやすくなることから、本年度はこのQTLと青立ちの発生程度とシンク-ソースバランスとの関係を明らかにするため、RIL系統の結莢期に莢切除をおこない、青立ち発生程度について調査を行った。
これまで共同研究者は青立ち耐性に関わるQTLは3つほど明らかした。青立ち指数を用いて青立ち発生程度について評価を行い、遺伝子座A>B>C(未発表のため正式名を示さず)の順に青立ち耐性が強くなった。摘莢率が高くなるほど青立ち程度が大きくなり、50％摘莢でどのRILｓでも再現性が良く青立ちが発生した。このときのRILｓグループの発生程度の順番はQTL解析から推測される順番と関係があった。このことから、各QTLの青立ち耐性に対する効果は異なることが明らかになった。また、予備試験として青立ち耐性が大きくことなるRILｓを用いて開花期の茎基部の代謝産物プロファイルを調査した結果、青立ち耐性が強いRILsはオルニチン、グリシン、リジン、アルギニン、グアニン、アデニンなどの代謝産物と関係性が見られた。これらのことからアミノ酸代謝や核酸代謝などが関わっていることが考えられた。
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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
H25年度おいては、RILs栽培時の青立ち程度と栽培特性の調査および莢切除による影響の評価を行い、その茎葉の養分元素と代謝産物について包括的に解析を行い、青立ちが発生するシンク・ソースバランスの乱れに関わる養分元素や代謝産物の特定を行う計画であった。
そこで、耐性の異なるRILsの複数系統を選択し、結莢期の茎のサンプリングと莢切除を行い、ソース・シンクのアンバランスが起こり青立ちが発生する莢切除割合を予定通り明らかにすることができた。この時の茎サンプルについて包括的な養分元素の分析については連携研究者が異動したため、大学で管理しているICP-MSの使用手続き等に時間をとられ、分析に遅れが見られるが、GC-MSやCE-MSなどの質量分析計による分析ではダイズ青立ち特性に関わるソースシンクバランス評価のための、分析条件の確定およびライブラリー情報の更新を行うともに、予備的分析ではあるがアミノ酸代謝や核酸代謝などが関連していること示唆できたことから、おおかたは計画通りの進行していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
圃場においてRIL系統群の栽培を行い、結莢期に茎葉のサンプリングを行うとともに前年度の試験で設定した切除割合で莢切除を行い、収穫期に各RIL系統の青立ち発生程度について調査する。結莢期の茎葉サンプルをH25年度と同様に、養分元素および代謝産物ついて網羅的に解析をおこなう。特に代謝産物ばかりでなく養分元素の包括的解析についても更に分析を進め、青立ち耐性と代謝機能との関連性を統計的手法を用いた解析に着手する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
消耗品等の購入で若干の割引があり効率的に納品できたこと。また、RILのジェノタイプの確認作業においてDNA抽出のプロトコルを改善したたため、予定していた実験で必要となった消耗品等の使用量が抑えられたため、次年度使用額が生じた。
次年度の研究費は交付申請時の計画通り使用する。なお次年度使用額23,190円は、試験研究の効率化をおこない発生した残額のため、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のため使用する。
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