ダイズのハスモンヨトウ抵抗性メカニズムの分子基盤：幼虫の行動・生理との統合的研究

大豆斜纹夜蛾抗性机制的分子基础：幼虫行为和生理学的综合研究

基本信息

批准号：
19J01010
负责人：
中田隆
金额：
$ 3.33万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ダイズのハスモンヨトウ抵抗性品種の開発には、抵抗性メカニズムの分子基盤の解明が必要である。本研究ではダイズの抵抗性遺伝子、抵抗性代謝物、抵抗性形質(抵抗性が幼虫の行動・生理に与える影響) の3要素から抵抗性機メカニズムの分子基盤を解明する。これまでの研究から、高度のハスモンヨトウ抵抗性を示す品種ヒメシラズには複数の抵抗性メカニズムが考えられた。まず、これまでに見出したヒメシラズが持つ抵抗性代謝物の生産に関わる遺伝子を特定するため、ダイズミニコアコレクション (192系統) の葉に含まれる当該代謝物をLCMSで分析・定量した。得られた定量値と遺伝変異に基づくゲノムワイド関連解析(GWAS)から、有意な一塩基多型(SNP)を見出した。また、ヒメシラズが持つの抵抗性遺伝子CCW1とCCW2を取り込んだ準同質遺伝子系統(NIL) を用いた詳細な抵抗性検定を行ったところ、生殖成長期に強く抵抗性が現れるステージ依存性あることが分かった。CCW1にステージ依存性は見られなかった。両遺伝子により蓄積する代謝物を同定するため、各NILの代謝物をLCMSで分析し多変量解析に供した。これによりNILに特徴的な代謝物を絞り込んだ。候補代謝物の構造決定のため、単離・精製に必要な植物組織を得た。また、ヒメシラズ以外の抵抗性品種にも注目し、感受性品種エンレイを遺伝的背景に持つペキンの染色体断片置換系統群(CSSLs)を利用した抵抗性検定を行った。各系統の抵抗性強度と遺伝子型の解析から、複数の新たな抵抗性領域を見出した。さらに、ダイズコアコレクションの全系統を抵抗性検定に供し、得られた抵抗性強度を用いたGWASを行った。これにより、新たな抵抗性領域を見出した。

为了培育抗斜纹夜蛾的大豆品种，有必要阐明其抗性机制的分子基础。本研究将从大豆抗性基因、抗性代谢产物和抗性性状（抗性对幼虫行为和生理的影响）三个要素来阐明抗性机制的分子基础。根据之前的研究，姬白花品种被认为具有多种抗性机制，该品种对斜纹夜蛾表现出高度的抗性。首先，为了鉴定大豆微型核心种质（192个品系）中发现的抗性代谢物产生所涉及的基因，我们对大豆微型核心种质（192个品系）叶子中所含的代谢物进行了分析和定量。使用LCMS。从获得的定量值和基于遗传变异的全基因组关联分析（GWAS）中，发现了显着的单核苷酸多态性（SNP）。此外，使用包含 Himeshirazu 抗性基因 CCW1 和 CCW2 的近等基因系 (NIL) 进行的详细抗性测试表明，存在阶段依赖性，其中在生殖生长阶段出现强抗性。在 CCW1 中没有观察到阶段依赖性。为了鉴定两个基因积累的代谢物，通过LCMS分析每个NIL的代谢物并进行多变量分析。这缩小了 NIL 代谢物特征的范围。获得分离和纯化所需的植物组织以确定候选代谢物的结构。我们还关注Himeshiraz以外的抗性品种，并使用具有感病品种Enrei遗传背景的Pekin染色体片段替换系（CSSL）进行抗性测试。通过分析各菌株的抗性强度和基因型，我们发现了多个新的抗性区域。此外，对大豆核心种质中的所有品系进行了抗性测试，并利用获得的抗性强度进行了GWAS。结果，发现了新的抵抗领域。