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非開花性を記憶したキャベツにおける原因遺伝子の特定および遺伝子初期化技術の開発

记忆不开花甘蓝致病基因鉴定及基因重编程技术开发

基本信息

批准号：
20J23812
负责人：
木下有羽
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University
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 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J23812/
关键词：
キャベツ花成 QTL-seq プロトプラスト再生エピゲノム

项目摘要

3種類のF2集団におけるQTL-seq解析により非開花性に関与する有意なQTLを検出し、QTL解析によりQTL領域をリファレンスゲノムの第9染色体50.2Mbから51.5Mbの約1.3Mbに対応する領域に狭めた。この領域には241遺伝子が座乗しており、シロイヌナズナの開花時期関連遺伝子のホモログが4つ存在した。野生型T15と不抽苔においてRNA-seq解析を行ったところ、これら4遺伝子のうち2遺伝子が葉および茎頂の両方で有意に発現変動（不抽苔で高発現）していたことから、これら 2遺伝子を非開花性の原因候補遺伝子として特定した。2遺伝子はともに春化経路を統御する花成抑制遺伝子として知られるFLOWERING LOCUS C (FLC)のホモログであるBoFLC1であり、タンデムに並んでいた。経時的な発現解析の結果、通常の開花性をもつキャベツでは2つのBoFLC1発現量が冬季に徐々に低下した一方で、不抽苔では恒常的に高発現していることが明らかになった。3年間にわたる栽培調査の中で、不抽苔自体も偶発的に開花すること、T15も長期間栄養繁殖を続けると非開花性になるうることを見出した。このことから不抽苔の開花特性がエピアレル（DNA配列の変化を伴わないエピジェネティックな制御を受けるアレルで、準安定的な遺伝性と可逆性をもつ）に制御されている可能性を考えられた。そこで、低温に応答して開花した不抽苔と不抽苔プロトプラスト再生個体（開花能力が復帰）の自殖後代、および接ぎ木で開花させた不抽苔穂木の自殖後代（非開花性を維持）を得て、開花特性の遺伝様式・挙動がエピアレルの特性と合致するかを調査した。その結果仮説が支持され、さらに2つのBoFLC1発現量と開花特性の間に有意な相関があったことから、これら2遺伝子が‘不抽苔’の開花/非開花を制御するエピアレルであることが示唆された。

QTL-seq analysis of F2 population of 3 species, QTL identification of non-flowering related genes, QTL analysis, QTL domain analysis, QTL domain analysis, QTL The 241 genes in this field are related to the existence of 4 genes in the flowering stage. Wild-type T15 and non-sprouting RNA-seq analysis were performed on the leaves and stems of the 4 genes. The 2 genes were intentionally mutated (non-sprouting was highly mutated), and the 2 genes were non-flowering. The candidate genes were specific. 2. FLOWER LOCUS C (FLC) is controlled by flower growth inhibition gene. The results of the analysis of seasonal occurrence, the usual flowering characteristics, the low occurrence in winter, the constant high occurrence in winter, and the high occurrence in winter. During the 3-year cultivation survey, flowering and non-flowering self-developed without sprouting were observed. The possibility of controlling the change of DNA alignment is examined. To investigate the characteristics of flowering characteristics, genetic patterns, and combinations of the reproductive progeny of flowering trees, flowering trees, and non-flowering trees (non-flowering maintenance) under low temperature conditions. The results show that there is a significant correlation between BoFLC1 occurrence and flowering characteristics, and that there is a significant correlation between BoFLC1 occurrence and flowering characteristics.