コムギ近縁ゲノム種における新規種間雑種生育不全遺伝子の同定と機能解析

本年度は、1.Aegilopsumbellulataゲノムの新規解読、2.RNA-seq解析と連鎖解析による雑種矮性原因遺伝子の絞り込みを行った。なお、1は「先進ゲノム支援2021年度第2回」の支援を受け、チューリッヒ大学の清水健太郎博士との共同研究で行った。1.Aegilopsumbellulataゲノムの新規解読:　まず、PacBioSequelIIシステムによるAe.umbellulataのリングリードシーケンスデータからHiFiリードを取得し、denovoアセンブリの結果、N50が7.2Mbp、総塩基数4.28Gbpのコンティグ配列を取得した。続いて、染色体スケールのゲノム配列取得に向けて、Hi-C解析を試みた。ドイツIPKが公開しているプロトコルを参考に、日本から購入可能な試薬を用いたライブラリ調整のための条件検討を行った。さらに、「先進ゲノム支援」からの支援を受けて、Ae.umbellulataのさまざまな組織から取得したRNAを、PacBioSequelIIシステムによるロングリードシーケンシングに供試した。得られたデータから遺伝子アノテーションファイルを取得できた。アノテーション情報つきのAe.umbellulataコンティグ配列の取得は世界初の成果である。2.雑種生育異常原因遺伝子同定のための実験:1-1で取得したコンティグ配列を使用して、これまでに取得済みのRNA-seqデータの再解析を行い、雑種矮性原因遺伝子Gcd1の候補遺伝子を絞り込みに成功した。また、101系統のAe.umbellulataと二粒系コムギとの交雑実験から、雑種生育異常はAe.umbellulataの集団分化前の変異が引き起こされる可能性が考えられた。

本年度は、1.Aegilopsumbellulataゲノムの新規解読、2.RNA-seq解析と連鎖解析による雑種矮性原因遺伝子の絞り込みを行った。なお、1は「先進ゲノム支援2021年度第2回」の支援を受け、チューリッヒ大学の清水健太郎博士との共同研究で行った。1.Aegilopsumbellulataゲノムの新規解読:　まず、PacBioSequelIIシステムによるAe.umbellulataのリングリードシーケンスデータからHiFiリードを取得し、denovoアセンブリの結果、N50が7.2Mbp、総塩基数4.28Gbpのコンティグ配列を取得した。続いて、染色体スケールのゲノム配列取得に向けて、Hi-C解析を試みた。ドイツIPKが公開しているプロトコルを参考に、日本から購入可能な試薬を用いたライブラリ調整のための条件検討を行った。さらに、「先進ゲノム支援」からの支援を受けて、Ae.umbellulataのさまざまな組織から取得したRNAを、PacBioSequelIIシステムによるロングリードシーケンシングに供試した。得られたデータから遺伝子アノテーションファイルを取得できた。アノテーション情報つきのAe.umbellulataコンティグ配列の取得は世界初の成果である。2.雑種生育異常原因遺伝子同定のための実験:1-1で取得したコンティグ配列を使用して、これまでに取得済みのRNA-seqデータの再解析を行い、雑種矮性原因遺伝子Gcd1の候補遺伝子を絞り込みに成功した。また、101系統のAe.umbellulataと二粒系コムギとの交雑実験から、雑種生育異常はAe.umbellulataの集団分化前の変異が引き起こされる可能性が考えられた。