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両親が同じでも表現型が異なる合成パンコムギ系統間のエピゲノム解析

具有相同亲本但不同表型的合成面包小麦品系之间的表观基因组分析

基本信息

批准号：
19K22309
负责人：
宅見薫雄
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019 至 2020
项目状态：
已结题

项目摘要

異質倍数体の作物では近縁野生種の有用遺伝子を作物育種に効果的に利用するため、種間交雑を介して両親の染色体セットを併せ持つ「合成倍数体」が中間体として利用される。しかし、異質倍数化の過程でゲノムの再編成やクロマチン修飾の再構成が行われることが多々ある。また現在のところ、クロマチン修飾の違いが実際に同一の遺伝子型をもつ合成倍数体系統の表現型の差異を生み出すという明確なデータはない。そこで、マカロニコムギにタルホコムギを交雑して得られた合成6倍体で、同一交雑組み合わせに由来し表現型が異なる系統を材料に、クロマチンのエピジェネティック修飾の違いが転写産物のプロファイルの違いに関係するかを検討するのが本研究の目的である。同一交雑組み合わせに由来するAABBDDゲノムを有する合成パンコムギ2系統Syn6256-16とSyn6256-12を解析に用いた。2年間の圃場における調査によって、合成パンコムギ2系統後代の圃場での表現型は明確に異なっていた。RNA-seq解析を行ったところ、生育不全が認められたSyn6256-12では4B染色体に大きな欠失が見出された。さらにSyn6256-12の後代には1B染色体上にも欠失が見出された個体がいくつか存在することが明らかになった。すなわち、生育不良を示す系統では染色体上に新規の欠失が生じている可能性が高く、そのような個体の後代ではさらに新たな欠失が生じる可能性が高いことが示唆された。Syn6256-16よりSyn6256-12で遺伝子発現量が減少した遺伝子についてGO解析をしたところ、タンパク質の合成、光合成に関連する遺伝子が多く含まれていた。Syn6256-12の生育不全は、様々な機能を担うタンパク質の合成や光合成の働きが損なわれることによって生じたことが示唆された。根端をwhole mountでCENH3me2, H3K9me2抗体により免疫染色し、蛍光顕微鏡でヒストン修飾を解析したが、Syn6256-16とSyn6256-12の間で顕著な違いを見出すことはできなかった。

Heteroploids in crops are useful genes from wild species, and are used as intermediates in crop breeding. The process of heteropolysis must be reorganized into multiple layers. The differences between the phenotypes of polyploids and the phenotypes of polyploids in the same genome are clearly identified. The purpose of this study is to discuss the relationship between the synthesis of hexaploids, the origin of the same cross group, the phenotype, the system of materials, the cross group, the cross group modification, and the cross group modification. The same interaction group is composed of the following components: Syn6256-16 and Syn 6256-12. The phenotype of the two system generations in the nursery was clearly different during the two years of investigation. RNA-seq analysis is carried out in the presence of a large number of B chromosomes, including Syn6256-12. In addition, there is a lack of information on chromosome 1B in the offspring of Syn6256-12. The probability of new generation failure on chromosome is high, and the probability of new generation failure on individual is high. Syn6256-16: Syn6256-12: The amount of gene expression is reduced, and the gene expression is reduced. Syn6256-12 has a variety of functions, such as quality and photosynthesis. CENH3 me2, H3K9 me2 antibody was detected by immunostaining, microscopy, and analysis. Syn6256-16 and Syn 6256-12 were detected by immunostaining.