ダイズのハスモンヨトウ抵抗性メカニズムの分子基盤：幼虫の行動・生理との統合的研究

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ダイズのハスモンヨトウ抵抗性品種の開発には、抵抗性メカニズムの分子基盤の解明が必要である。本研究ではダイズの抵抗性遺伝子、抵抗性代謝物、抵抗性形質(抵抗性が幼虫の行動・生理に与える影響) の3要素から抵抗性機メカニズムの分子基盤を解明する。これまでの研究から、高度のハスモンヨトウ抵抗性を示す品種ヒメシラズには複数の抵抗性メカニズムが考えられた。まず、これまでに見出したヒメシラズが持つ抵抗性代謝物の生産に関わる遺伝子を特定するため、ダイズミニコアコレクション (192系統) の葉に含まれる当該代謝物をLCMSで分析・定量した。得られた定量値と遺伝変異に基づくゲノムワイド関連解析(GWAS)から、有意な一塩基多型(SNP)を見出した。また、ヒメシラズが持つの抵抗性遺伝子CCW1とCCW2を取り込んだ準同質遺伝子系統(NIL) を用いた詳細な抵抗性検定を行ったところ、生殖成長期に強く抵抗性が現れるステージ依存性あることが分かった。CCW1にステージ依存性は見られなかった。両遺伝子により蓄積する代謝物を同定するため、各NILの代謝物をLCMSで分析し多変量解析に供した。これによりNILに特徴的な代謝物を絞り込んだ。候補代謝物の構造決定のため、単離・精製に必要な植物組織を得た。また、ヒメシラズ以外の抵抗性品種にも注目し、感受性品種エンレイを遺伝的背景に持つペキンの染色体断片置換系統群(CSSLs)を利用した抵抗性検定を行った。各系統の抵抗性強度と遺伝子型の解析から、複数の新たな抵抗性領域を見出した。さらに、ダイズコアコレクションの全系統を抵抗性検定に供し、得られた抵抗性強度を用いたGWASを行った。これにより、新たな抵抗性領域を見出した。