作物科学研究へのパラダイムシフトを誘起するカキ属植物の研究加速化のための基盤形成

为加速柿子植物的研究奠定基础，这将引发作物科学研究的范式转变

基本信息

批准号：
20K20454
负责人：
田尾龍太郎
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20454/
关键词：
果樹遺伝子情報機械学習果実形状遺伝子機能評価倍数体

项目摘要

本研究では，カキ属植物の基礎および応用研究を加速化するために，1）大量シークエンシング技術を活用したゲノム情報と発現遺伝子情報の整備，2）機械計測と機械学習による形質評価法の開発，3）遺伝子機能評価系の開発， 4）遺伝資源の調査と収集，の4種類のサブテーマにより支えられるコモンプラットフォームを整備するものである．本年度の成果は以下の通りである．（ゲノム情報と発現遺伝子情報の整備）これまでに取得した10ｘGenomics社のGemCode Technologyを利用した六倍体カキゲノムデータに加え，本年度はPacbio HiFiデータも取得してドラフトゲノムの構築を続けた．さらに，Iso-seqにより果実および葉の発現情報を収集した．加えて，カキの甘渋性遺伝子座のシークエンス解析を進めた．（機械計測と機械学習による形質評価法の開発）昨年度に引き続いて，果実の写真からの三次元構築を行い，カキ果実のサイズと形状の三次元情報を数値化して評価する方法を検討し,カキ果実に存在する座や溝を評価する方法を確立して，論文発表のため結果をとりまとめた．また本年度は樹体生長を機械計測するための研究にも着手した．（遺伝子機能評価系の開発）昨年度までに開発したアグロバクテリウム法によるカキ属植物の形質転換系を活用して，カキ属植物の早期開花系統の作出に着手した．すなわち開花関連遺伝子であるCEN相同遺伝子を遺伝子編集およびRNAiによりノックアウトあるいはノックダウンするためのベクターの開発と形質転換を行った．（遺伝資源の収集と整備）COVID19の影響のため，予定していた国外での調査は行うことが出来なかった．

在本研究中，为了加速柿属植物的基础和应用研究，我们将1）利用大规模测序技术开发基因组信息和表达基因信息，2）利用机器测量和机器学习开发性状评估方法。，3）基因功能评价系统的开发，以及4）遗传资源的调查和收集。今年的结果如下。（基因组信息和表达基因信息的准备）除了迄今为止使用10xGenomics的GemCode技术获得的六倍体牡蛎基因组数据外，今年我们还获得了Pacbio HiFi数据并继续构建了基因组草案。此外，我们使用 Iso-seq 收集了水果和叶子中的表达信息。此外，我们还对牡蛎的甜味和涩味基因位点进行了序列分析。（利用机器测量和机器学习开发性状评价方法）继去年之后，我们根据水果的照片构建了三维结构，并研究了对柿子的大小和形状的三维信息进行量化和评价的方法我们建立了一种评估柿子果实中存在的基因座和凹槽的方法，并将结果汇编成论文发表。今年，我们还开始了机械测量树木生长的研究。 (基因功能评价系统的开发) 利用去年开发的利用农杆菌法的柿属植物转化系统，开始培育柿属植物的早期开花品系。具体来说，我们开发并转化了一种载体，通过基因编辑和RNAi来敲除或敲低CEN同源基因（开花相关基因）。（遗传资源的收集和维护）由于新冠肺炎疫情的影响，我们无法在海外进行计划中的调查。