アブラナ科育種素材の多様化に対応した受粉反応評価軸の再構築と分子基盤

十字花科育种材料多样化授粉反应评价轴的重建及分子基础

基本信息

批准号：
21H02162
负责人：
渡辺正夫
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

アブラナ科作物では自家不和合性(SI)による経済的F1育種が行われているが、海外由来系統と交雑を背景と考えられる想定外の不和合性が育種効率化の障害となっている。申請者はアブラナ科の自家不和合性研究から、SI分子機構を解明し、日本とトルコ系統間での一側性不和合性(UI)の原因がS遺伝子座の重複と機能喪失であることを証明した。つまり、アブラナ科作物の育種素材の受粉反応では、SIにUIも加味した現象理解が至急の課題である。本研究ではSIとUIが示す共通性と多様性の実態解明を深化させ、受粉反応評価軸を再構築する。アブラナ科作物の育種現場では、多様な作型への適応、耐病性、食味等に多様性を持たせるため、既存品種と欧州・中央アジア等が起源地である素材との交雑が頻繁化し、S遺伝子だけでは説明できない不和合性現象が見られ、育種効率化の障害となっている。申請者はアブラナ科の自家不和合性(SI)研究から、SI分子機構を解明し、日本とトルコ系統間での一側性不和合性(UI)の原因がS遺伝子座の重複と機能喪失であることを証明した。本研究では、(1) SIとUI表現型における共通性・多様性の細胞レベルでの理解、(2) SIとUIにおけるMLPK下流因子の同定・機能解析による下流因子の共通性・多様性の分子レベルでの理解、(3) SIとUIにおける対立遺伝子間での優劣性発現機構の共通性・多様性の理解であり、受粉反応の新たな分子基盤の構築を目指す。これらを統合して、SIとUIが示す共通性と多様性の実態解明を深化させ、受粉反応評価軸を再構築する。

基于自交不亲和性（SI）的经济F1育种正在针对十字花科作物进行，但意外的不亲和性（被认为是由于与外来品系杂交造成的）是高效育种的障碍。申请人通过十字花科自交不亲和性研究阐明了SI分子机制，并证明日本和土耳其谱系之间的单侧不亲和性(UI)的原因是S基因座的重复和功能丧失。换句话说，在十字花科作物育种材料的授粉反应中，迫切需要通过考虑SI和UI来理解这一现象。在本研究中，我们将加深对SI和UI所表现出的共性和多样性的理解，并重构授粉反应评价轴。在十字花科作物育种领域，现有品种经常与欧洲、中亚等地的材料杂交，以适应不同的种植类型，在抗病性、口感等方面具有多样性，已观察到不亲和现象，无法避免。仅由S基因来解释，并且是高效育种的障碍。申请人通过对十字花科植物自交不亲和性(SI)的研究阐明了SI分子机制，发现日本和土耳其谱系之间单方面不亲和性(UI)的原因是由于S基因座的重复和功能丧失。。在本研究中，我们将（1）了解细胞水平上 SI 和 UI 表型的共性和多样性，以及（2）识别和功能分析 SI 和 UI 中的 MLPK 下游因子，以了解下游因子的共性和多样性。 3）了解SI和UI等位基因优劣机制的共性和多样性，旨在构建授粉反应新的分子基础。通过整合这些，我们将加深对SI和UI所表现出的共性和多样性的理解，并重建授粉反应评价轴。