バイオマーカーを利用した耐乾性コムギ育種法の確立および代謝物QTL解析

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アブシシン酸受容体遺伝子の過剰発現によって、気孔を閉鎖気味に保ち、蒸散による水の消費量を抑制しても、種子収量を維持できる「節水型耐乾性」形質をコムギが獲得できることを先行研究において見出した。しかし、遺伝子組換え作物の社会的許容の観点からも遺伝子の過剰発現では栽培系統としての確立は現在の時世的に難しい。そのため本研究では、43種類のDゲノムドナーを親に持つ多重合成コムギ派生(MSD)集団という多様な遺伝的背景を持つ自然交配系統から節水型耐乾性系統の探索を行う。節水型耐乾性コムギは非節水型と比較してさまざまな特徴が見られ、これらを指標とすることで選抜が可能と考えられる。しかし、いずれの表現型データの取得には、ある程度の大きさ、あるいは登熟まで植物を育てる必要があるため、申請者はより簡便な選抜方法を確立することを目的にそれらの形質と相関する代謝物（バイオマーカー）を探索する。実験材料として、これまでにMSD集団から選抜した節水型あるいは非節水型の親系統どうしの交配によって作出したF7世代のRIL集団（222系統）が得られている。本年度は当該集団を鳥取大学乾燥地研究センターのレインアウトシェルター圃場で栽培を行い、CO2ガス交換速度、蒸散速度、クロロフィル蛍光を測定し、節水形質の評価を行った。バイオマーカー探索のためのメタボローム解析については、予備実験によって乾燥ストレス条件の強さに依存して変化する代謝物を同定した。また、サンプルの採取を行い、R5年度にGCMSによる全系統のメタボロームデータの取得を行う予定である。QTL解析については、F7系統のそれぞれからゲノムDNAを抽出し、GRAS-Diゲノムシーケンスサービスを利用してシーケンスデータを取得し、神戸大の松岡由浩教授の協力のもと、QTL解析パイプラインの整備を行った。