初期生育におけるヘテロシス（雑種強勢）の発現機構の解明と育種利用

阐明早期生长期间杂种优势（杂种优势）的表达机制及其在育种中的应用

基本信息

批准号：
22K05569
负责人：
北崎一義
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

６組の組み合わせの親系統とそのF1系統のテンサイを供試し、初期生育のヘテロシスの発現機構に関する研究を行った。まず、栽培期間中の成長の推移を詳細に調査するため、葉面積を非破壊で測定できる方法を開発した。供試材料を水耕栽培し、葉面積を個体ごとに毎日調査した。系統間および組み合わせ間で比較したところ、ヘテロシスの程度の違いは発芽後１５日頃にはほぼ決まっていることや、ほとんどの組み合わせでF1は親よりも相対成長速度が速いことが明らかとなった。同材料を圃場で栽培し、中期生育、収穫期生育および収量を調査した。系統ごとに乾物重量を求め栽培条件間で比較したところ、水耕栽培による初期生育、中期生育および収穫期生育間で有意な高い相関が見つかった。さらに組み合わせによるヘテロシスの程度にも高い相関が認められた。一方、収量との相関はこれらと比べて低かった。本試験は、収量調査区は慣行法で、それ以外は隣接個体間で干渉しないように株間を広くした。このことから、慣行法による収量には密植適性や収穫部位への乾物分配などの成長以外の要因が寄与していることが示唆された。屋内水耕栽培装置を増設し、供試系統を追加した合計１９の組み合わせを用いて、ヘテロシスの程度を決定する遺伝要因について研究を行った。一部の供試系統は新たに全ゲノムシーケンスを行い、塩基多型解析によって供試系統間の遺伝距離を算出した。組み合わせによる初期生育のヘテロシスの程度の差異と遺伝距離を比較したところ、弱い相関が認められた。先行研究でテンサイでは両親の近縁係数とヘテロシスの程度に強い負の相関が報告されているが、完全には一致しなかった。一方、この相関関係から著しく逸脱した組み合わせも見つかったことから、ヘテロシスに寄与率が高いゲノム領域が存在することが示唆された。

利用甜菜亲本系及其F1系的6个组合，对早期生长中杂种优势的表达机制进行了研究。首先，为了详细研究栽培期间生长的变化，我们开发了一种无损测量叶面积的方法。测试材料采用水培法生长，每天调查每个个体的叶面积。品系和组合之间的比较表明，杂种优势程度的差异在发芽后15天左右几乎固定，并且在大多数组合中，F1比亲本具有更快的相对生长速度。将相同材料在田间栽培，对其中期生长、收获期生长和产量进行调查。当确定每个品系的干重并比较栽培条件时，发现水培栽培的早期生长、中期生长和收获期生长之间存在显着的高度相关性。此外，观察到与组合引起的杂种优势程度具有高度相关性。另一方面，与产量的相关性低于这些。本次试验中，产量调查区采用常规方法，其他区加宽株距，防止相邻株间干扰。这表明，除了生长以外的因素，例如是否适合密集种植以及干物质向收获区域的分配，也有助于传统方法下的产量。我们使用总共 19 种组合对决定杂种优势程度的遗传因素进行了研究，其中包括额外的室内水培栽培设备和额外的测试线。对部分测试菌株进行新的全基因组测序，并利用核苷酸多态性分析计算测试菌株之间的遗传距离。当我们比较组合之间早期生长杂种优势程度与遗传距离的差异时，观察到弱相关性。以往的研究报道了甜菜亲本相关系数与杂种优势程度之间存在很强的负相关关系，但这并不完全一致。另一方面，发现一些组合显着偏离这种相关性，表明存在对杂种优势具有高贡献率的基因组区域。