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

利用不同生态型水稻品种的 GWA 分析鉴定强秆基因并进行功能阐明

• 批准号: 20J13277
• 负责人: 野村 知宏
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J13277/
• 关键词: イネ; 倒伏抵抗性; 耐倒伏性; 強稈性; QTL; 在来品種

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。

In recent years, the power of typhoons has increased, and in the future, typhoons will arrive, and the number of varieties will increase. The purpose of this study is to explore the development direction of typhoon resistant varieties and the evaluation of the strength of the accumulation system in China. Order and 3 years QTL-1 was identified in the genetic background of the previous year's genetic analysis (GWA analysis). The genetic background of the previous year's genetic analysis (GWA analysis) was identified in the genetic background of the current year's genetic analysis (GWA analysis). The seq method is used to compare and compare the results of the study. QTL analysis of chromosome 1 short arm was performed using QTL-seq method. QTL analysis of chromosome 2 long arm was performed using QTL-seq method. QTL for chromosome 2 long arm and QTL for chromosome 1 short arm have the same genetic locus. In this study, we analyzed the specific QTL accumulation and mechanical characteristics of the culm, and identified the QTL accumulation and results of the QTL accumulation for the long arm of chromosome 2 and the short arm of chromosome 3. The results of this study showed that there was a high probability of lodging resistance in the future cultivars that were not utilized, and that were used in breeding. The results of this study were collected, reviewed and published in international academic journals.

项目成果

我が国のイネ在来品種に存在する未利用の強稈関連遺伝子座の同定

日本水稻品种中未使用的强秆相关位点的鉴定

• 发表时间: 2020
• 作者: Tomohiro Nomura;Kenji Yano;Makoto Matsuoka;Ko Hirano;Shunsuke Adachi;Francisco Piera-Chavez;Matthew Reynolds and Taiichiro Ookawa;西羽瑞希・千装公樹・小島奈津子・野村知宏・前田英郎・桂圭佑・大川泰一郎;石谷 英謙・野村 知宏・劉 昊・大川 泰一郎;野村知宏・関佳彬・矢野憲司・松岡信・平野恒・安達俊輔・大川泰一郎
• 通讯作者: 野村知宏・関佳彬・矢野憲司・松岡信・平野恒・安達俊輔・大川泰一郎

Identification of QTLs for strong culm with pleiotropic effect on panicle morphology by GWAS using rice varieties in Japan

利用日本水稻品种的 GWAS 鉴定对穗部形态具有多效性的强秆 QTL

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomohiro Nomura;Kenji Yano;Makoto Matsuoka;Ko Hirano;Shunsuke Adachi;Francisco Piera-Chavez;Matthew Reynolds and Taiichiro Ookawa
• 通讯作者: Matthew Reynolds and Taiichiro Ookawa

茎が長く台風で倒れやすいと考えられていた日本固有のイネの中に茎を強くする新たなゲノム領域を特定

水稻中发现了一个增强茎的新基因组区域，这种水稻原产于日本，人们认为茎很长，很容易被台风摧毁。

CIMMYT(メキシコ)

CIMMYT(墨西哥)