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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

利用生物标记和代谢QTL分析建立耐旱小麦育种方法

基本信息

批准号：
20K06759
负责人：
妻鹿良亮
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The development of water-saving and drying-resistant properties of the acid receptor gene was studied in advance, and the results showed that water consumption was suppressed and seed yield was maintained. The development of cultural systems and the establishment of modern society are difficult. In this study, 43 species were selected from the group consisting of MSD (multiple synthesis) and MSD (multiple diversity). The background of MSD was selected from the group consisting of natural mating system and water-saving drying-resistant system. Water saving type Dry resistance is compared with non-water saving type. To establish a simple method for the selection of phenotypic metabolites The RIL population of F7 generation (222 systems) was selected from the MSD population and mated with the non-water-saving parent system. This year, Tottori University carried out research on dry land cultivation, CO2 exchange rate, evaporation rate, light emission, and water quality evaluation. The analysis of the metabolites in the sample was carried out on the basis of the analysis results and the determination of the metabolites in the sample. For example, in R5, the GCMS system will be selected from the following categories: QTL analysis, F7 system analysis, DNA extraction, GRAS-Di system analysis, utilization, and QTL analysis and preparation by Professor Yukihiro Matsuoka of Kyoto University

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Metabolic and physiological responses to progressive drought stress in bread wheat.

面包小麦中对渐进干旱压力的代谢和生理反应。

DOI：
10.1038/s41598-020-74303-6
发表时间：
2020-10-14
期刊：
Scientific reports
影响因子：
4.6
作者：
Itam M;Mega R;Tadano S;Abdelrahman M;Matsunaga S;Yamasaki Y;Akashi K;Tsujimoto H
通讯作者：
Tsujimoto H

コムギの代謝物解析とバイオマーカー育種への展開

小麦代谢物分析及生物标记育种进展

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
アグリバイオ
影响因子：
0
作者：
Goda Makoto;Wakamatsu Yuko;Kobayashi Kenichi;Inoue Chikako;Villareal Myra;Isoda;Hiroko;Ohtani Katsumi;Nishimaki Toshiyuki;Oota Hiroki;Ogawa Motoyuki;Kimura Tetsuaki;Naruse Kiyoshi;Kelsh Robert N;Hibi Masahiko;Hashimoto Hisashi;妻鹿良亮
通讯作者：
妻鹿良亮

成熟途上種子における乾燥ストレスが及ぼす分子的影響の解析.

干旱胁迫对成熟种子的分子影响分析。