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。

本研究项目的目的是构建几个桃品种的参考基因组，并开发鉴定各种性状控制基因所需的分离群体，并获得以下结果。 1）泛基因组的制备：我们使用Nanopore获得了长读长，并构建了国内主要品种“Akatsuki”和具有重要性状的“Oju Mitsumomo”的基因组草案。此外，通过使用 Saphyr 分析的光学作图和使用 RgaTag 和杂交后代的连锁分析构建了染色体水平参考序列。此外，我们主要对课题组持有的基因库和分支品种进行了采样，并对部分品种进行了DNA提取并获得了WGS数据。 2）“大澄桃”的分析：“大澄桃”中，多种细胞壁软化相关基因和香气成分合成基因以及成熟过程中增加的转录因子的表达受到抑制，因此软化很难进行。发现产生的香气成分内酯和酯的量低。 3) 成熟枝变化分析：获取“Akatsuki”、“Kawanakajima Hakuto”及其几个品种的成熟枝变化的WGS数据，并使用1)中构建的“Akatsuki”参考序列创建泛基因组。。结果，在“晓”的早期分支“Gyosei”的第6号染色体5.5Mbp区域检测到许多杂合性丢失（LOH），认为该分支已经发生了变化。 4) 杂交后代的选育：‘大树光桃’和‘川中岛白斗’、抗黑斑病‘冬桃’和‘清水白斗’、‘晓’和‘川中岛白斗’以及陀螺菌的杂交后代我们培育了大量具有抗病能力的“Coral”或“Chimarita”自体受精后代。

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