コムギのNucleolar Dominanceからみた異種ゲノム調和機構の解析

从核仁优势角度分析小麦异质基因组协调机制

• 批准号: 21K05518
• 负责人: 半田 裕一
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05518/
• 关键词: NOR; Nucleolar Dominance; ゲノム特異性; rDNA unit; 可逆的遺伝子発現; 3’ETS配列; 染色体特異的; 倍数性進化; コムギ; Nuclolar Dominance

昨年度までに、コムギの1A, 1B, 5D, 6B及び7D染色体に存在するNORそれぞれに特異的なrDNA unitサブタイプを見出すことを目的に、コムギ参照ゲノム配列RefSeqを利用して、各NOR配列から２つの新規サブタイプを含め合計６つのサブタイプを同定した。今年度は、各サブタイプについて、q-PCRを用いて品種Chinese Spring (CS)のゲノム中の存在量比を確認した。その結果、Subtype 1はこれまでに1Bと6B染色体の主要NORの構成要素であるとされてきたが、それに加えて1A染色体にも存在している可能性が示された。Subtype 2は1Bと6B染色体で確認され、Subtype 1と同様にBゲノム特異的であると推定された。Subtype 3及び4は、それぞれ5Dおよび6Bの単一染色体特異的であることが明らかとなった。新規サブタイプであるSubtype 5は1A染色体特異的、そしてSubtype 6は5Dと7D染色体に分布しており、Dゲノム特異的であることを明らかとした。さらに、CSと1B及び6B座乗のNORを欠失したDitelo1BL及びDitelo6BL系統を用いて各サブタイプの発現状況をqRT-PCRで確認し、Nucleolar Dominanceとの関連を調査した。CSではSubtype 1のみが発現しており、他のサブタイプは発現していなかった。Ditelo1BL及びDitelo6BLでは、Subtype 1の発現に加えてSubtype 6の発現が確認できた。これは主要NORの欠失によりDゲノム染色体のNORへのドミナンスが解除され、抑制されていたSubtype 6の発現が回復したと考えられる。回復程度にはDitelo1BLとDitelo6BLで差があり、1Bと6BのNORによるドミナンスの強さには特異性があることが示された。

到去年，使用小麦参考基因组序列RefSeq从每个或包括两个新型亚型（包括两个新型亚型）中总共确定了六个亚型，目的是查找针对每个rDNA单位子类型，也针对每个人都不存在于小麦染色体1A，1A，1B，1B，1B，5D，6B和7d。今年，对于每种亚型，使用Q-PCR确认了中国春季（CS）基因组的丰度比。结果表明，先前认为亚型1是1B和6B染色体的主要成分，但似乎也存在于1a染色体中。在染色体1b和6b上鉴定了亚型2，并且假定为B基因组特异性，类似于亚型1。亚型3和4分别是针对5D和6B的单染色体。据显示，新型亚型亚型5是1A染色体特异性的，亚型6分布在5D和7D染色体上，并且是D基因组特异性的。此外，使用ditelo1bl和ditelo6bl菌株通过QRT-PCR证实了每个亚型的表达状态，这些ditelo1bl和ditelo6bl菌株在1B和6B位置删除了CS和NORS，并研究了与核仁优势的关联。在CS中，仅表示1个亚型，并且没有表达其他亚型。除了表达亚型1外，在ditelo1bl和ditelo6bl中证实了亚型6的表达。这被认为是因为删除了主要或停用D基因组染色体向NOR的优势，并恢复了亚型6的抑制表达。ditelo1bl和ditelo6bl之间的恢复程度有所不同，并且表明由于1b和6b的优势而言，其优势的强度是1B和6B。

项目成果

コムギのNORにおけるrDNAユニットの構成と発現

小麦 NOR 中 rDNA 单位的组成和表达

• 发表时间: 2023
• 作者: 日向陽汰;半田裕一
• 通讯作者: 半田裕一