トウガラシにおいて高温下での着果性を決定づける２遺伝子座の特定

辣椒高温坐果两个基因位点的鉴定

基本信息

批准号：
21K05575
负责人：
山崎彬
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kindai University (2022)Kyoto University (2021)
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

项目摘要

高温下における植物の着果に対する強い悪影響は、気温上昇が進行すると予測される現代において我々が対処すべき大きな課題であり、様々な植物種において注目されるテーマの一つである。トウガラシにおいても高温下で着果促進処理を行わずとも安定的に着果する品種が切望されている．本年度は、高温着果性と関連する2つの遺伝子領域（第6染色体上および第3染色体上）のうち、第3染色体の遺伝子領域について交雑集団を作成し，自動着果率および花粉発芽率の２形質を利用し原因遺伝子の絞り込みに取り組んだ．また多数の個体の花粉発芽率を効率的に解析する手段として深層学習が有用であると考え、画像解析によって形質調査を迅速に行う簡易測定法を確立して実験に取り組んだ。しかし、実験に用いたいずれの分離集団においても遺伝子型間に高温下での自動着果率および花粉発芽率に差異が認められなかった。これまでの研究をもとに第３染色体上の遺伝子が高温着果性をもたらすと考えていたが、実験に供試したF5-RILs系統ではその遺伝子のソースであるF1雑種ほどの高温着果性が発現しなかった。F1雑種の自殖を繰り返して作成した後代において第３染色体上の候補遺伝子の効果が小さく、現行の手法でのファインマッピングによる遺伝子の特定が困難であると結論づけた。そのため、高温下の自動着果性と関連の深い花粉発芽率を左右する要因に焦点を当て、実験を継続した。花粉発達中の組織観察を行い、高温障害に関わる花粉発達ステージを決定した。そして高温下でその花粉発達ステージの花粉および葯の組織からRNAを抽出し、RNA-seqを実施した。F1雑種とその親品種である’Sy-2’および’No. 3686’のRNA-seqデータが取得済みであり、解析を進めている。

高温对植物坐果的强烈负面影响是我们在气温预计将上升的现代需要解决的一个主要问题，也是引起各种植物物种关注的主题之一。还强烈需要能够在高温下稳定坐果且无需进行促坐处理的辣椒品种。今年，我们将针对与高温坐果相关的两个遗传区域（6号染色体和3号染色体）中的3号染色体遗传区域创建杂交群体，提高自动坐果率和花粉萌发率。我们利用两个特征来缩小致病基因的范围。我们还相信深度学习将有助于有效分析大量个体的花粉发芽率，并建立了一种简单的测量方法，可以使用图像分析快速研究性状，并进行了实验。然而，在实验中使用的任何分离群体中，在高温下自动坐果率和花粉萌发率的基因型之间没有观察到差异。根据之前的研究，认为3号染色体上的一个基因引起了高温坐果，但实验中使用的F5-RILs品系显示，高温坐果没有F1杂交种高，这是该基因的来源。结论是，在F1杂种重复自交产生的后代中，候选基因对3号染色体的影响很小，因此利用现有方法很难通过精细定位来识别该基因。因此，我们继续研究影响花粉发芽率的因素，而花粉发芽率与高温下自动坐果密切相关。我们观察了花粉发育过程中的组织，并确定了与高温损伤相关的花粉发育阶段。然后，在高温下从花粉发育阶段的花粉和花药组织中提取RNA，并进行RNA-seq。 F1 杂交种及其亲本品种“Sy-2”和“No. 3686”的 RNA-seq 数据已获得并正在进行分析。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

トウガラシ品種‘タカノツメ’(Capsicum annuum L.)が持つ高温下での高着果性の原因形質の探索

探索辣椒品种“Takanotsume”（Capsicum annuum L.）在高温下高坐果的性状

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Katayama-Ikegami Ayako;Sugiyama Yuta;Katayama Takane;Sakamoto Akiko;Shimada Ryo;Miyazaki Chiho;Gao-Takai Mei;山崎彬・武澤亜緒・長坂京香・元木航・西村和紗・中野龍平・中﨑鉄也;武澤亜緒・山崎彬・長坂京香・元木航・西村和紗・中野龍平・細川宗孝・中﨑鉄也
通讯作者：
武澤亜緒・山崎彬・長坂京香・元木航・西村和紗・中野龍平・細川宗孝・中﨑鉄也

Indicator Candidate Traits for Autonomous Fruit Set Ability Under High Temperatures in Capsicum

辣椒高温下自主坐果能力指标候选性状

DOI：
10.2478/johr-2022-0017
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Horticultural Research
影响因子：
0
作者：
Yamazaki Akira;Takezawa Ao;Nakano Ryohei;Nishimura Kazusa;Motoki Ko;Hosokawa Munetaka;Nakazaki Tetsuya
通讯作者：
Nakazaki Tetsuya

トウガラシ‘タカノツメ’が有する高温期の自動着果性の遺伝解析

辣椒‘高野豆’自动坐果遗传分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamazaki Akira;Takezawa Ao;Nakano Ryohei;Nishimura Kazusa;Motoki Ko;Hosokawa Munetaka;Nakazaki Tetsuya;石橋政三・府金佑佳・桂　圭佑・杉原　創・田中治夫・酒井憲司・乃万　了・伴　琢也;公益財団法人遺伝学普及会;山崎彬・武澤亜緒・西村和紗・長坂京香・岩橋優・井上博茂・元木航・中野龍平・細川宗孝・中﨑鉄也
通讯作者：
山崎彬・武澤亜緒・西村和紗・長坂京香・岩橋優・井上博茂・元木航・中野龍平・細川宗孝・中﨑鉄也

機械学習を利用した花粉発芽率の迅速計測手法の確立

利用机器学习建立花粉发芽率快速测量方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Katayama-Ikegami Ayako;Sugiyama Yuta;Katayama Takane;Sakamoto Akiko;Shimada Ryo;Miyazaki Chiho;Gao-Takai Mei;山崎彬・武澤亜緒・長坂京香・元木航・西村和紗・中野龍平・中﨑鉄也
通讯作者：
山崎彬・武澤亜緒・長坂京香・元木航・西村和紗・中野龍平・中﨑鉄也