カブの核遺伝子型雄性不稔の機構解明及び育種への応用

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令和4年度には諏訪紅カブで発現した雄性不稔の原因遺伝子座の同定を目指し、MutMap解析を行った。その結果、第一番染色体上に雄性不稔形質と強い相関を示す領域が存在することが分かった。当該領域上にシロイヌナズナで既知の花粉形成にかかわる遺伝子の有無を調べたところ、QRT3が該当した。QRT3はペクチンの分解に関わる遺伝子であり、qrt3変異体では小胞子の遊離が正常に行われないことが知られている。これは本研究で行った葯・花粉の発達過程を観察した結果およびSEMを用いた成熟花粉を観察した結果と一致していた。そこで、QRT3周辺にマーカーを設計し構造解析を行ったところ、可稔個体では当該遺伝子上に約4500bpの挿入配列が存在することが確認された。また、第三番染色体上に挿入配列と同様の配列が存在していたことから、挿入配列は第三番染色体に由来するものであると考えられた。加えて、可稔個体及び不稔個体の蕾をそれぞれ採取しRT-PCRを行い転写産物を調べた。その結果、可稔ではリファレンスモデルと同様の位置にバンドが検出されたのに対して不稔では3本のバンドが検出された。これらのバンドの配列を調べたところ、①可稔と同様のもの、②①に加えて挿入配列の一部が転写されたもの、③②に加えてイントロンが転写されたものであることが分かった。これらの結果から、諏訪紅カブで発現した各遺伝子型雄性不稔の原因遺伝子はQRT3である可能性が示唆された。