Development of breeding materials for reducing aluminum content in tea leaves by genome-wide association analysis

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低アルミニウム (Al) 含有茶の栽培法と育種を達成するため，チャ遺伝資源を用いた統計遺伝学的手法による低Alに関連する原因因子の特定を試みた．昨年度までに，チャ遺伝資源のゲノムワイド多型情報の整備と茶葉中のAl含量のバリエーション評価を進めた．これら遺伝情報と表現型情報を用いたゲノミック予測 (GP) やGWASにより，茶葉中のAl含量を制御する遺伝要因が推定された．また，GPモデルを活用した育種価推定により，ゲノム情報のみで遺伝資源群から低Al含量の育種母本を探索できる仕組みを整備した．高密度多型情報を用いたアソシエーション解析による鍵遺伝子変異同定を行うため，Al含量が異なるチャ20品種の全ゲノム情報を取得した．現在，情報解析を進めており，Al輸送関連やキレート化合物代謝に関わる遺伝子群の変異とAl含量の関連を評価する予定である．Al含量の系統間差異を説明する生理的要因の一つとして，細胞壁成分との関連を見出した．チャの根および葉において，Alの多くは細胞壁に集積しており，特にヘミセルロース画分に局在集積していることが示された．系統間におけるAl含量と細胞壁/ヘミセルロース含量の間には正の相関傾向が観察された．つまり，細胞壁におけるAlの結合キャパシティが，チャ系統間におけるAl含量の律速因子である可能性が示唆された．チャの遺伝子機能解析ツールとしてのゲノム編集技術のうち，パーティクルガンでゲノム編集法ベクターを打ち込んだのちに選抜対象となる二次胚の誘導方法を確立できた．またRNA-Seqにより，パーティクルガンで打ち込む対象である不定胚の増殖や二次胚誘導のためにはホルモン添加培養からホルモンフリーに移植して遅くとも10日までに要因となる因子が機能していることがわかり，効率的な不定胚増殖について知見を得た．