限られた育種母本から高能率に遺伝的多様性を生み出す多系交雑育種システムの開発

开发多系杂交系统，从有限数量的育种母亲中有效地产生遗传多样性

• 批准号: 20H02958
• 负责人: 山本 敏央
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02958/
• 关键词: イネ; 育種法; ゲノム; 多系交雑; 多様性

1)ゲノムシャッフリング集団の表現型変異の評価とMAGIC集団との比較MAGIC集団（165系統）を作出した際の8系交雑F1個体から、遺伝子型の多様性に配慮しながらCy1、Cy2、Cy3と交雑を繰り返し、その後自殖を経たCy3F6世代（166系統）をゲノムシャッフリング集団として完成させた。GBSで得られた8109か所のSNP情報から、集団構造に関わるパラメータおよび同一Founderゲノムが連続するハプロタイプの長さと数を算出し、MAGIC集団（13603か所のSNP情報）における値と比較した。その結果、ゲノムシャッフリング集団では長いハプロタイプを分断する効果が認められた。一方で、交雑に授かる個体によるボトルネックがハプロタイプの多様性やFounderゲノム比率に影響を及ぼす可能性も示唆された。2)MAGIC集団を用いたハプロタイプGWAS解析で得られた環境と遺伝子型の相互作用の検証ICP-MSで測定した測定した13種類のミネラルの濃度について、MAGIC集団およびCy3集団のSNP情報を用いたGWAS解析によって、合計159か所のQTLを検出した。また、これらの元素別、部位別の分布から、吸収に関する共通性や特異性を詳細に比較した。元素間の相関係数の比較結果も踏まえて、土壌からワラへのミネラル吸収とワラから玄米へのミネラル移行が異なる遺伝的メカニズムで制御されているという従来の考えをゲノム遺伝学的にも支持する結論が得られた。多系交雑集団の特性を生かして、QTL周辺の予測遺伝子におけるハプロタイプと表現型効果を比較することで信頼性の高い候補遺伝子の絞り込みを試みた。その結果、既報の複数のトランスポーター遺伝子に加えて、元素の移行に関連するキーワードを含む有望な候補遺伝子が少なくとも19種類推定された。

1) Evaluation of phenotypic variation of MAGIC groups and comparison of MAGIC groups (165 systems). 8-series F1 individuals were selected for genetic diversity. Cy1, Cy2, Cy3 individuals were selected for genetic diversity. Cy3F6 generations (166 systems) were selected for genetic diversity. The SNP information obtained by GBS is 8109. The length of the SNP information obtained by MAGIC is calculated according to the group structure. The SNP information obtained by MAGIC group (13603) is compared with the length of the SNP information obtained by MAGIC group (13603). The results of this study were as follows: The diversity of the Founder's family and the probability of the individual's death are reflected in the ratio of the founder's family to the individual's family. 2) ICP-MS analysis of MAGIC set using SNP information from MAGIC set and Cy3 set to detect 159 QTLs in total. For example, the distribution of elements and sites, the commonality and specificity of absorption are compared in detail. The results of correlation coefficient comparison between elements show that the correlation coefficient between elements is different from that between elements. The correlation coefficient between elements is different from that between elements. The correlation coefficient between elements is different from that between elements. The characteristics of multi-lineage cross sets were studied. The predicted genes of QTL loci were compared with the phenotypic results. As a result, the number of candidate genes reported was increased, and the number of candidate genes reported was decreased.

项目成果

異なる地点でのイネMAGIC集団の出穂期評価で検出された遺伝子型ｘ環境相互作用

不同地点水稻 MAGIC 群体抽穗期评估中检测到的基因型 x 环境相互作用

• 发表时间: 2020
• 作者: 山本敏央;柏原壱成;古田智敬;小川大輔;野々上慈徳;常松浩史;米丸淳一
• 通讯作者: 米丸淳一

MAGIC集団のGWAS解析に基づくイネのミネラル蓄積に関する候補遺伝子座の推定

基于 MAGIC 群体 GWAS 分析估算水稻矿物质积累候选位点

• 发表时间: 2022
• 作者: 張乾;古田智敬;柏原壱成;小川大輔;米丸淳一;馬建鋒;山本敏央;Hiroshi Nakagawa;張乾・古田智敬・柏原壱成・小川大輔・米丸淳一・馬建鋒・山本敏央
• 通讯作者: 張乾・古田智敬・柏原壱成・小川大輔・米丸淳一・馬建鋒・山本敏央

イネMAGIC集団の複数環境栽培から算出した発育速度に関するパラメータのGWAS解析

水稻MAGIC群体多环境栽培生长率相关参数的GWAS分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本敏央;古田智敬;柏原壱成;張乾;野々上慈徳;小川大輔;米丸淳一
• 通讯作者: 米丸淳一

他殖性作物の多系交雑集団にも対応した遺伝子型データエラー修正ツール「GBScleanR」の開発

开发支持同种异体作物多杂交群体的基因型数据纠错工具“GBScleanR”

• 发表时间: 2022
• 作者: 古田智敬;芦苅基行;山本敏央
• 通讯作者: 山本敏央

イネゲノムシャッフリング集団の遺伝構造

水稻基因组改组群体的遗传结构

• 发表时间: 2023
• 作者: 山本敏央;古田智敬;柏原壱成;張乾;山本英司;大谷寿一;溝淵律子;小川大輔;米丸淳一;矢野昌裕
• 通讯作者: 矢野昌裕