アソーシエーション解析によるセイヨウナタネの窒素利用効率の遺伝子分析

关联分析法对油菜氮素利用效率的遗传分析

基本信息

批准号：
14F04076
负责人：
西尾剛
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

174のセイヨウナタネ系統を用い、高窒素と低窒素条件で栽培し、本葉５枚程度の幼苗期に、葉の大きさ、地上部の乾物重やSPAD値（葉の緑色程度）の調査を行った。低窒素条件では植物体乾物重や葉の大きさが低下したが、セイヨウナタネの一部の系統はあまり低下せず、高NUE（窒素利用効率）系統の候補と考えられた。また、SPAD値の差異があった90系統を選び、窒素濃度、炭素濃度の測定を行った。C/N比は窒素利用効率に関する重要な形質であり、90系統において、低窒素下のC/N比は高窒素下より1.03~2.29倍に高くなることが示された。以上の調査により得られた形質データと先行研究で整備された19,945のSNPデータと組み合わせ、GWASを行った。低窒素下でのSPAD値、高窒素下でのC/N比、高窒素下と低窒素下での窒素濃度等の特性のGWASピークがA10の13~15 Mbの領域に集中しており、この領域はNUEの改良に重要であると考えられた。この領域の遺伝子の機能アノテーションを行い、窒素同化の主要な経路に関わる重要な遺伝子例えばグルタミンシンテターゼ遺伝子GS1、グルタミン酸シンターゼ遺伝子GOGAT、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子GDHを同定した。外国人特別研究員が8月1日に国立研究法人農業生物資源研究所に任期付研究員として就職したため、平成27年度は4ヶ月で研究を中断せざるを得なかった。半分以上のサンプル（1,800）の窒素含量を測定し、アソーシエーション解析を行い、候補遺伝子を推定したが、遺伝子の発現解析や遺伝子型分析は出来なかった。

我们以174个油菜品系为材料，在高氮和低氮条件下进行栽培，在苗期长出5片真叶时，对叶片大小、地上干重和SPAD值（叶片绿度）进行了调查。在低氮条件下，植物干重和叶片尺寸下降，但欧洲油菜的某些品系并未表现出这种下降，被认为是高 NUE（氮利用效率）品系的候选品系。我们还选择了90个SPAD值存在差异的品系，并测量了它们的氮和碳浓度。 C/N比是与氮素利用效率相关的重要性状，90个品系中，低氮条件下的C/N比是高氮条件下的1.03～2.29倍。我们将上述调查获得的性状数据与之前研究中准备的19,945个SNP数据相结合，进行了GWAS。低氮下的SPAD值、高氮下的C/N比以及高低氮下的氮浓度等特征的GWAS峰值集中在A10的13-15Mb区域，该区域被认为对于提高NUE具有重要意义。我们对该区域的基因进行了功能注释，鉴定了参与氮同化主要途径的重要基因，如谷氨酰胺合成酶基因GS1、谷氨酸合成酶基因GOGAT和谷氨酸脱氢酶基因GDH。由于该外国特聘研究员于8月1日开始在国立农业生物资源研究所担任定期研究员，2015财年四个月后研究不得不暂停。尽管测量了一半以上的样品（1,800）的氮含量，进行了关联分析，并估计了候选基因，但无法进行基因表达分析和基因型分析。