Analysis for the pollen number controlling pathway in wheat

小麦花粉数控制途径分析

• 批准号: 22K19172
• 负责人: 角井 宏行
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19172/
• 关键词: 花粉; コムギ; コアコレクション; ゲノムワイド関連解析; 葯長; 生殖; 花粉数; セルカウンター

初年度であるR4年度はコムギの花粉関連形質に関する基礎データの取得を目的とした。コムギの大規模種子ストックセンターであるNBRPコムギのコアコレクションのうち、四倍体コムギおよび六倍体コムギ合計350個体を育成し、セルカウンターにより花粉数、花粉サイズ、葯長を計測した。各形質の計測として、まず1系統から2もしくは4個体をサンプリングし、それぞれの個体から1穂あたり2小花分の葯（合計6葯）を1.5mlチューブに採取した。この葯について、カメラ付き実体顕微鏡により画像を取得し、画像解析によって葯長を算出した。これらの葯については1.5mlチューブ内で葯を切断し、2.5%Tween-20液を加えることで花粉液を作製した。この花粉液には100μm以上の葯の細胞片や20μm以下のゴミが含まれる。これらの不要なゴミを除去する目的で目開き20μmもしくは100μmのナイロンメッシュと0.5mlを組み合わせた自作カラムによって不要な粒子を除去した。この花粉液をセルカウンターにより計測し、1花あたりの花粉数および花粉サイズを算出した。その結果、系統間で1小花あたりの花粉数に10倍近い違いがあることがわかった。興味深いことに四倍体コムギでは野生種に比べて栽培種の花粉が有意に少なく、また、六倍体コムギでは在来系統と比較して近代品種で花粉数が少ないことがわかった。今回の花粉数の減少は栽培化を通じて花粉数が減少したことを示すものである可能性がある。次に花粉数や、花粉サイズや葯長についてゲノムワイド関連解析を行った。その結果、それぞれの形質と有意な相関を示すSNPを検出した。今後はこれらのSNPについて他の植物などで既知の花粉関連遺伝子があるかどうか、周辺領域も含めて探索する予定である。

第一年，R4，旨在获得小麦花粉相关性状的基本数据。从大型小麦种子储备中心 NBRP 小麦核心种质中培育出总共 350 株四倍体和六倍体小麦植株，并使用细胞计数器测量了花粉数、花粉大小和花药长度。为了测量每个性状，首先从每个品系中取样2或4个个体，并将相当于每圆锥花序2朵小花的花药（总共6个花药）从每个个体收集到1.5ml管中。使用带有照相机的立体显微镜获得该花药的图像，并通过图像分析计算花药长度。将这些花药切入1.5ml管中，并通过添加2.5％Tween-20溶液来制备花粉溶液。该花粉液含有大于 100 μm 的花药细胞碎片和小于 20 μm 的碎片。为了去除这些不需要的颗粒，我们使用了由0.5 ml柱和孔径为20 μm或100 μm的尼龙网组成的自制柱。使用细胞计数器测量该花粉液，并计算每朵花的花粉数和花粉大小。结果显示，菌株之间每朵花的花粉数量相差近10倍。有趣的是，我们发现四倍体小麦栽培品种的花粉数量明显少于野生品种，而在六倍体小麦中，现代品种的花粉数量低于地方品种。花粉数量的减少可能表明花粉数量因驯化而减少。接下来，我们对花粉数量、花粉大小和花药长度进行了全基因组关联分析。结果，检测到与每个性状显示显着相关性的SNP。未来，我们计划寻找这些SNP，包括周边区域，看看其他植物中是否存在已知的花粉相关基因。

项目成果

チューリヒ大学(スイス)

苏黎世大学（瑞士）

四倍体および六倍体コムギを対象とした花粉関連形質の解析

四倍体和六倍体小麦花粉相关性状分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 古島 悠生;角井 宏行;吉川 貴徳;蘇 卓;聶 紀魯;黒木 健;郭 威;那須田 周平
• 通讯作者: 那須田 周平

ライブイメージングで解明する コムギ配偶子致死遺伝子Gc2の作用機構

实时成像阐明小麦配子致死基因 Gc2 的作用机制

• 发表时间: 2023
• 作者: 角井宏行;村田和樹;内野智樹;佐藤良勝;水多陽子;那須田周平
• 通讯作者: 那須田周平

四倍体コムギコアコレクションを用いた 花粉関連形質の計測とゲノムワイド関連解析

使用四倍体小麦核心种质测量花粉相关性状和全基因组关联分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 古島悠生;角井宏行;吉川貴徳;蘇卓;那須田周平
• 通讯作者: 那須田周平

Unravelling the genetic architecture of male reproductive traits in Asian bread wheat (Triticum aestivum L.)

揭示亚洲面包小麦（Triticum aestivum L.）雄性生殖性状的遗传结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoto-Benjamin Hamaya;Hiroyuki Kakui;Jilu Nie;Moeko Okada;Thomas Wicker;Beat Keller;Shuhei Nasuda;Kentaro K. Shimizu
• 通讯作者: Kentaro K. Shimizu