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胞子体型の開葯しない激レア・高ニーズな細胞質雄性不稔性イネの分子基盤解明

阐明孢子体的分子基础，这是极其罕见且急需的不开放花药的细胞质雄性不育水稻

基本信息

批准号：
21H02161
负责人：
鳥山欽哉
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02161/
关键词：
育種学遺伝学遺伝子ゲノム植物

项目摘要

我々はインディカ品種Tadukanに由来する胞子体型のCMS /RF系統を見いだしている。本研究では、このTadukanに由来するCMS /RF系統について、ミトコンドリアのCMS原因遺伝子の同定とゲノム編集を用いた証明、及び、稔性回復遺伝子のマップベースクローニングを行い、雄性不稔・稔性回復の分子基盤を明らかにすることを目的としている。CMS原因遺伝子の同定：Tadukanミトコンドリアの全ゲノムの塩基配列を決定し、日本晴に無いorfを探索したところ、orf312を発見した。このorf312はWA型CMSの原因遺伝子であるWA352の後半部分と類似していた。また、減数分裂期と開花期の葯で発現しており、稔性回復遺伝子が存在すると、その転写量が減少することを発見した。これより、orf312がCMS原遺伝子の最有力候補とした。Tadukan由来CMS系統のorf312をゲノム編集技術の一つであるmitoTALENを用いてノックアウトし、稔性が回復することを明らかにして、orf312がCMS原因遺伝子であることを証明した。稔性回復遺伝子のマップベースクローニング：Tadukanに台中65号を戻し交雑する過程において、稔性のある個体を選抜して、稔性回復系統を作出した。ファインマッピングと全ゲノム塩基配列解析（Whole Genome Sequencing）を行い、稔性回復遺伝子(Rf)候補を６個同定し、それらのゲノム断片をクローニングして、相補性試験用のベクターを構築して、CMS系統に遺伝子導入を開始した。現在再分化植物が得られている。胞子体型の開葯しない葯のメカニズム解明：減数分裂期から開花期までの葯の切片を作成し、形態観察を行なった。葯の裂開に関わるセプタムのギャップが見られないことがわかった。

The CMS /RF system of Sporophyte type of Tadukan is divided into three parts. This study is aimed at proving the identity of CMS /RF genes and their correlation with the origin of the Tadukan CMS /RF system, and at clarifying the molecular basis of male infertility and fertility recovery. CMS reasons for the same determination: Tadukan The second half of WA352 is similar to that of orf312. In addition, the development of meiosis and anthesis, the existence of fertile reversion genes and the reduction of their number are also observed. The most powerful candidate for CMS is orf312. Tadukan origin CMS orf312 is a compilation technique of mitoTALEN, which is used to prove the CMS cause. The process of fertility recovery is carried out in Taichung No. 65. Whole Genome Sequencing is performed, and six Rf candidates are selected. The Rf candidate is selected from the same group. The Rf candidate is selected from the same group. The Rf candidate is selected. The Rf candidate is selected. Now the plants are re-differentiated and become. Sporoid type of drug preparation: meiosis, flowering, drug preparation, morphological observation The medicine is split open and the medicine is cut off.