多様な生態型のイネ品種群を用いたGWA解析による強稈遺伝子の同定と機能解明

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近年、気候変動によって台風の勢力が増大しており、今後これらの台風が到来しても倒伏しないイネ品種を開発するためには、短稈化に加えて強稈化を付与し、倒伏抵抗性を向上させることが不可欠である。本研究では、スーパー台風にも耐えうる強稈イネ品種の開発に向け、我が国で栽培されてきた在来品種を含む多様な生態型を有するイネ品種を用いてゲノム解析を行うことにより、強稈化に有用な新規のアレルの探索とその集積系統の強稈性の評価を目的とした。令和3年度では、前年度までにゲノムワイド関連解析（GWA解析）により特定された我が国の温帯ジャポニカ在来品種に由来する強稈化関連遺伝子座と熱帯ジャポニカの遺伝背景を有する極太稈在来品種「渡舟」と温帯ジャポニカの極細稈品種「中生新千本」の交雑後代を用いたQTL-seq法によって特定された太稈化遺伝子座について比較検討した。「渡舟」の交雑後代を用いたQTL-seq法により特定された第1染色体短腕のQTLはGWA解析では検出されなかった一方で、どちらの解析においても第2染色体長腕には稈径に関するQTLがそれぞれ近傍に検出していることが明らかになった。ゆえに、第2染色体長腕のQTLは同一の遺伝子座である可能性があり、第1染色体短腕のQTLは熱帯ジャポニカの遺伝背景によって太稈化する遺伝子座であることが示唆された。また、GWA解析により本研究で特定された強稈化アレルを含むQTLを集積した品種の稈の力学的特性を評価した結果、第2染色体長腕と第3染色体短腕のQTLを有する品種では、外短径において相加的な正の集積効果が認められた。これらの結果から、本研究で特定された在来品種に存在する未利用の強稈化アレルを集積させ、育種に利用することにより、現代の育成品種の倒伏抵抗性をさらに高められる可能性が示された。これらの成果を取りまとめ、査読付きの国際学術雑誌に投稿し、出版された。