Construction of the peach pan-genome and its application to the identification of genes that control the major traits of peach

桃泛基因组构建及其在桃主要性状控制基因鉴定中的应用

基本信息

批准号：
22H00368
负责人：
中野龍平
金额：
$ 26.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では、モモ数品種の参照ゲノムの構築と諸形質の制御遺伝子の特定に必要な分離集団の育成を目的とし、以下のような成果を得た。１）pan-genomeの整備：国内主要品種である‘あかつき’および、重要形質を持つ‘大寿蜜桃’について、Nanoporeによりロングリートを取得し、ドラフトゲノムを構築した。さらに、Saphyr解析によるオプチカルマッピングとRgaTagおよび交配後代を利用した連鎖解析により、それぞれ染色体レベルの参照配列を構築した。また、研究グループが保有するジーンバンクや枝変わり品種中心に、サンプリングをおこうなともに、一部の品種についてはDNA抽出を実施し、WGSデータを取得した。２）‘大寿蜜桃’の解析：‘大寿蜜桃’では複数個の細胞壁軟化関連遺伝子と芳香成分合成遺伝子、さらに、成熟時に増加する転写因子の発現が抑制されており、軟化がほとんど進まず、香り成分のラクトンおよびエステル類の生成量が低いことが明らかなった。３）熟期枝変わりの解析：‘あかつき’、 ‘川中島白桃’およびその熟期枝変わり数品種のWGSデータを取得し、1)にて構築された‘あかつき’の参照配列を利用したpangenome解析を行なった。その結果、‘あかつき’の早生枝変わりである‘暁星’の第６染色体の5.5Mbpの領域に loss of heterozygosity (LOH)が多数検出され、この領域において染色体レベルの変異が発生したことにより、早生枝変わりとなったと考えられた。４）交配後代の育成：‘大寿蜜桃’と’川中島白桃‘の交配後代、黒斑病耐性を持つ‘冬桃’と‘清水白桃’および‘あかつき’と‘川中島白桃’，せんこう細菌病耐性を示す‘Coral’ あるいは‘Chimarita’の自殖後代など多数の集団を育成した。

该研究主题旨在建立几种桃品种的参考基因组，并培养鉴定各种特征基因所需的隔离种群，并获得以下结果。 1）泛基因组维护：使用纳米孔（用于主要国内品种），“ akatsuki”和“ daijutsu peach”的重要特征，并建立了基因组草案。此外，使用Saphyr分析和使用RGATAG和交配后代的链接分析来构建染色体水平参考序列。此外，对于某些品种，进行了DNA提取，主要是针对研究组拥有的基因库和分支悬挂的品种，并获得了WGS数据。 2）分析“ daijutsu peach”：在'daijutsu peach中，多个细胞壁软化相关基因的表达，芳香的成分合成基因以及成熟过程中增加的转录因子的表达被抑制，导致软化很少，导致芳香成分的产生很少。 3）成熟分支变化的分析：“ akatsuki”，“ kawanakajima白桃子”的WGS数据获得了几种成熟分支变化，并使用以1中构建的“ akatsuki”的参考序列进行了pangenome分析。结果，在“ Yoshisei”的5.5 Mbp区域中检测到许多杂合性（LOH）的丧失，这是“ Akatsuki”的早期分支变化，并且人们认为染色体突变发生在该区域，从而导致早期分支变化。 4) Cultivation of the progeny of mating: We have cultivated a large number of populations, including the progeny of the 'Daijutsu Mine Peach' and 'Kawanakajima White Peach', the progeny of 'Winter Peach' and 'Shimizu White Peach', and 'Akatsuki' and 'Kawanakajima White Peach', and the progeny of 'Coral' or “ Chimarita”，对细菌肩cap骨疾病有抵抗力。

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Chromosomal re-arrangement detected on chromosome 4 in a novel bud sport of 'Beni-hakuto'; Japanese peach with multiple mutant phenotypes

在一种新的花芽运动“红白藤”中检测到 4 号染色体上的染色体重排；

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryohei Nakano;Takashi Kawai;Daisuke Takata;Yuki Taniguchi;Takayuki Tamura;Mamoru Sato;Kazusa Nishimura;Ko Motoki;Akira Yamazaki;Tetsuya Nakazaki;Fumio Fukuda;Koichiro Ushijima
通讯作者：
Koichiro Ushijima