イネトランスポゾンmPingおよびPingの転移制御機構の解明

阐明水稻转座子 mPing 和 Ping 的转座控制机制

基本信息

批准号：
09J02906
负责人：
門田有希
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

<具体的な研究内容>イネは2004年に日本晴の全ゲノム塩基配列が解読され、遺伝子の同定および機能解析が盛んに進められている。近年は、次世代シークエンサーを用いた比較ゲノム解析により、コシヒカリおよび雄町と日本晴との間において、それぞれ約67,000箇所、約130,000箇所の一塩基多型(SNP)が同定された。しかし、短いリードをReference genomeにマッピングし、小さな変異を同定する手法では、欠失、挿入、逆位等、大きな構造変異を同定することはできない。そこで本研究では、銀坊主のゲノム配列を高い精度で解読、新規コンティグを用いた比較ゲノム解析により、多様なゲノム構造変異についても明らかにした。イネ品種銀坊主を用いて、二種類のライブラリー(500bpのPair endlibrary、3kbのMate pair library)を作成、Hiseq2000によりシークエンス解析を行った。得られた配列を、日本晴ゲノム配列にマッピングした後、123,299か所のSNP、43,480箇所の短い欠失および挿入を同定した。さらに、複数のソフトウェアを組み合わせ、数100bpから数100kb以上に及ぶ大きな構造変異を1500箇所以上同定した。その後、銀坊主の新規コンティグを作成し、マッピング解析により得られた構造変異の妥当性を検証した。確認された構造変異の70%は、転移因子配列の切り出しもしくは挿入によるものであり、転移因子を介して生じたと思われる逆位も複数存在した。<意義および重要性>今回の研究結果から、イネ近縁品種間において大規模なゲノム構造変異が多数存在していること、並びに、このような構造変異に転移因子が密接に関与することを明らかにした。これは、自殖性作物であり遺伝的均一性の高いイネにおいて、転移因子を介したダイナミックなゲノム進化が短期間に進行することを示す重要な成果である。

<特定的研究内容> Nipponbari的整个基因组序列在2004年被解密，并且正在积极进行基因鉴定和功能分析。近年来，通过使用下一代序列仪的比较基因组分析，分别在Koshihikari和Omachi和Nihonbari之间分别鉴定了大约67,000和大约130,000个单核苷酸多态性（SNP）。但是，绘制简短读取以参考基因组和识别小突变的技术无法识别大型结构突变，例如缺失，插入，逆，逆等。因此，在这项研究中，我们还通过使用新颖的脑使用新的基因组分析来解解Ginbozu的基因组序列来阐明各种基因组结构突变。使用大米品种杜松子蛋白制备了两种类型的库（500bp对端元和3KB伴侣对库），并使用HISEQ2000进行了序列分析。将所得序列映射到Nipponharu基因组序列，并确定了123,299个SNP，43,480个短缺失和插入。此外，将多个软件合并在一起，以识别超过1,500个大型结构突变，从数百bp到数十KB不等。之后，创建了新的Ginbozu重叠群，并验证了通过映射分析获得的结构突变的有效性。确认的结构突变中有70％是由于切除或插入转移因子序列，并且似乎通过转移因子发生了几种反转。 <摘要和重要性>这项研究的结果表明，水稻相关品种之间存在许多大规模的基因组结构突变，并且可转座因子与这种结构突变密切相关。这是一个重要的成就，它表明了大米中转移性因子介导的动态基因组进化的短期进展，这是一种自我产生的农作物，具有高遗传均匀性。