j.果樹の育種素材開発のための遺伝子の機能解析及びDNA利用技術の開発

j.果樹の育種素材開発のための遺伝子の機能解析及びDNA利用技術の開発

課題番号2009013903
研究機関名農業・食品産業技術総合研究機構
研究期間2006-2010
年度2009
大課題A 先端的知見を活用した農業生物の開発及びその利用技術の開発
中課題j.果樹の育種素材開発のための遺伝子の機能解析及びDNA利用技術の開発
小課題j.果樹の育種素材開発のための遺伝子の機能解析及びDNA利用技術の開発
大項目試験及び研究並びに調査に係る研究の推進方向
中項目イ 農業の競争力強化と健全な発展に資する研究
摘要1)マイクロアレイ解析等の手法により、かんきつ果実のカロテノイド代謝制御に関わる転写調節因子遺伝子を選抜し、4種類の候補遺伝子を単離した。このうちの1種であるTF-BFCを導入したトマト組換え体の解析から、この遺伝子の成熟果実におけるカロテノイド代謝遺伝子の発現誘導機能を明らかにした。単為結果性の異なる品種間のホルモン解析から、活性型ジベレリンの一種が開花期に高いことが単為結果性に重要であることを示した。単偽結果性の異なる品種間でジベレリン等の植物ホルモンの含有量に有意差がみられ、関連する代謝遺伝子の発現量についても類似した傾向が認められた。また、うんしゅうみかん後代系統の単為結果性評価から、調査した40系統中10系統が高い単為結果性を有していたことから、遺伝地図の単為結果候補領域の選抜が可能であることを示した。2)日本なしから独自に収集した約10,000種類の独立発現遺伝子を搭載したマイクロアレイを開発し、日本なしの果実肥大に関与する遺伝子について解析した。開花後15週〜21週(成熟期)で約30%の遺伝子で有意に発現が変化し、それを11パターンに分類した。その中で、グルタチオン-S-トランスフェラーゼやグリコシル加水分解酵素などの遺伝子を始めとする16種類の遺伝子が100倍以上の発現増を示した。日本なしでは、ジベレリン処理により果実肥大の増大と収穫期の前進が確認され、マイクロアレイでジベレリン処理区と無処理区における遺伝子発現の変動を調べたところ、972遺伝子が処理区で発現が増大し、特に変動の大きい遺伝子は細胞壁関連や糖代謝関連、フェニルプロパノイド生合成の遺伝子であることを明らかにした。さらに、みつ症などの生理障害に関連する遺伝子群の同定を目的に、日本なし品種「新高」のみつ症障害果と健全果においてマイクロアレイ解析を行ったところ、発現が増大あるいは減少した遺伝子はそれぞれ55と58で、発現が増大した遺伝子の中にフェニルプロパノイド系に関連する遺伝子群を見出した。3)なしの黒星病抵抗性を早期選抜するためのDNAマーカー開発のため、日本なし品種「巾着」のBAC ライブラリーから既存の黒星病抵抗性連鎖マーカー領域を含むBAC クローンを多数単離し、末端塩基配列の情報を利用して新たなマーカーを開発した。既存の連鎖マーカーでは多型が得られなかった育種実生集団へ新規連鎖マーカーの適用が可能となり、マーカーの高度化と育種への効率的な利用を可能にした。中国なしや西洋なしでは、日本なし品種「巾着」と異なる黒星病抵抗性を持つことを明らかにし、それぞれ第2連鎖群と第7連鎖群に抵抗性遺伝子を同定するとともに、連鎖マーカーを獲得した。かんきつでは、ゲノム情報をもとに開発したSSRマーカーやSNPマーカー合計625種類の評価と選抜を行い、かいよう病の分離集団と無核性の分離集団を対象に連鎖地図を構築した。さらに、無核性等の遺伝子の座乗位置を推定し、無核性座近傍の共優性マーカーの評価を進めた。開発したマーカーの一部を用いて、163個体の育種実生について無核性の選抜を行った。4)からたちの持つカンキツトリステザウイルス(CTV)抵抗性を早期開花系を用いてかんきつに導入して世代促進するために、かんきつの早期開花性遺伝子(CiFT遺伝子)を導入した組換え体を交配して得られたBC1世代60個体が、順化後生育した。CiFT遺伝子を保持する16個体から、DNAマーカー診断によりCTV抵抗性遺伝子を8個体が保有していることを明らかにした。ゲノム全体をカバーするマーカーを用いてアレル置換解析を行った結果、個体ごとのからたち属からかんきつ属へのアレルへの置換状況を明らかにした。
研究分担(独)農業・食品産業技術総合研究機構,果樹研,果樹ゲノム研究チーム
協力分担関係種苗管理センター
予算区分技会交付金研究 イノベーション創出事業 新たな農林水産政策を推進する実用技術開発事業 委託・食の安全研究[信頼性確保プロ] 委託・バイテク先端技術[新農業展開ゲノムプロ] 文科省[科研費] 環境省競争的資金
業績(1)Reference genetic linkage maps of European and Japanese pears
(2)Early flowering phenotype in transgenic pears (Pyrus communis L.) expressing the CiFT gene
(3)Update on comparative genome mapping between Malus and Pyrus
(4)Molecular characterization of FLOWERING LOCUS T-like genes of apple (Malus × domestica Borkh.)
(5)Oligoarray analysis of gene expression in ripening Japanese pear fruit
(6)Development of novel EST-SSR markers derived from Japanese pear (Pyrus pyrifolia)
(7)Genetic linkage map of the Japanese pear ‘Housui’ identifying three homozygous genomic regions
(8)L-Ascorbate biosynthesis in peach: cloning of six L-galactose pathway-related genes and their expression during peach fruit development
(9)Differences in seasonal expression of flowering genes between deciduous trifoliate orange and evergreen satsuma mandarin
(10)ニホンナシの発現遺伝子群の大量解析により開発したマイクロアレイ
(11)オウトウの品種識別に用いるSSRマーカーの塩基配列解析と遺伝子型データベースの作成
(12)おうとうのDNA品種識別技術の妥当性確認
(13)SSRマーカーによるキウイフルーツのDNA品種判別技術の開発1.DNA抽出方法とSSRマーカーの選択
(14)Genetic diversity of mume, apricot and Japanese plum cultivars assessed by SSR markers
(15)Development of a set of apple SSRs markers spanning the apple genome, genotyping of HiDRAS plant material and validation of genotypic data
(16)DNAマーカーによるタイピングデータを用いて複数品種が混合されている食品に含まれる原材料品種を判定するソフトウエアの開発と小麦加工品への適用
(17)クリ加工品からのDNA鑑定技術の開発
(18)SSRマーカーによるキウイフルーツのDNA品種判別技術の開発2.品種同定とデータベース構築の試み
(19)Analysis of Expressed Sequence Tags from Japanese Pear ‘Housui’
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030093615
収録データベース研究課題データベース

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