ゲノム情報利用による根機能を制御する有用遺伝子の単離と分子育種

利用基因组信息分离和分子育种控制根功能的有用基因

基本信息

批准号：
16J08722
负责人：
矢野憲司
金额：
$ 7.49万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research (2017-2018)The University of Tokyo (2016)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本申請課題は、ゲノムワイドアソシエーション解析（GWAS）を用いて根の形態に関わる遺伝子を同定し、「根の形態と植物の栄養吸収・転流の関係性」を解明することを目指したものである。一昨年度までに、根系を迅速に数値化する画像解析技術を確立し、根の長さや数などの複数の形質データを取得することに成功していた。そこで本年度は、得られた複数の形質データを用いて主成分分析を行い、得られた主成分得点に基づきGWASを行った。過去の研究から、複雑形質を用いた主成分分析は、イネの複雑形質に関わる遺伝的要因の要約を可能にするとともに、GWASとの統合は、原因遺伝子の同定に有効であることが確認されている。そこで、複数の要素により構成される根系にも同手法を応用した結果、有力な候補遺伝子を同定することに成功した。さらに、候補遺伝子について形質転換体を作成することで、候補遺伝子の根系に対する効果を検証した。いくつかの候補遺伝子に関して形質転換体を作成した所、１つの候補遺伝子の形質転換体でコントロール系統に比べ、長い根が観察された。この結果より、本遺伝子がGWA解析で検出されたシグナルの原因遺伝子であると考えられた。さらに、イオノーム解析により、本解析遺伝子が植物組織内における特定の元素含量の制御にも関わっていることが明らかになった。今後、この遺伝子をより詳細に解析することで、本研究の当初の目的である「根の形態と植物の栄養吸収・転流の関係性」を解明する手がかりになると考えられる。

该应用是使用基因组范围的关联分析（GWAS）来识别与根部形式相关的基因，并阐明根部与植物的营养吸收和流动之间的关系。到今年年底，成功建立图像分析技术可以快速量化根系并获取多个转换的数据，例如根系的长度和数量。因此，在本财政年度，使用多个性状数据进行了主要组件分析，并根据获得的主地层得分进行了GWAS。从过去的研究中，已经证实，使用复杂性状的主要成分分析可以摘要与水稻的复杂性状有关，并且与GWAS的整合有效地鉴定了因果关系。因此，由于将相同的方法应用于由多个元素组成的根系中，成功鉴定了主要的候选基因。此外，通过为候选基因创建变压器，验证了候选基因对根系的影响。与对照系统相比，在一个候选基因的变压器中观察到了某些候选基因的变压器的趋势，并在一个候选基因的变压器中观察到了长根。从这个结果，可以认为该基因是GWA分析检测到的信号的原因。此外，Ionome分析表明，该分析基因也参与植物组织内的特定元素对照。将来，通过更详细地分析该基因，可以认为这将是阐明这项研究的初始目的，根形式与植物营养吸收和融合之间的关系的线索。