Identification of genetic factors controlling Tocopherol biosynthesis pathway in soybean (Glycine max L. Merr.)

控制大豆生育酚生物合成途径的遗传因素的鉴定（Glycine max L. Merr.）

• 批准号: 21K14835
• 负责人: 朴 チョル
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Japan International Research Center for Agricultural Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14835/
• 关键词: Functional food; Glycine max; Quantitative trait loci; Soybean Tocopherol; Vitamin E; Soybean; Tocopherol

ダイズは、世界の食用油消費量の約30％を占め、重要なビタミンE (トコフェロール)の供給源となっている。トコフェロールの４種類のアイソフォーム(α- Toc、β- Toc、γ- Toc、δ- Toc)のうち、α-Tocは人の体の中に最も高いビタミンE活性を持つ成分である。しかし、ダイズ種子のα-Toc含有量が低く、その栄養性が影響されている。高機能性ダイズを開発するため、種子のα-Toc含有量を増加する必要がある。本研究では、ダイズ種子のα-Toc含有率を向上させるため、既存のトコフェロール生合成に関連する遺伝子に加え、新たな生合成に関連する遺伝子（座）の同定及び機能解析を目的とする。今年度では、これまでダイズ品種「K099」と「Fendou 16」の交雑に由来するF6世代の組換え自殖系統分離集団を用いて、トコフェロールの成分に関連するQTLクラスター（qTClu14）を検出した。qTClu14の座上するゲノム領域にメチル化に関与する遺伝子Glyma.14g132800をqTClu14の原因候補遺伝子として同定した。また、qTClu14の準同質遺伝子系統(NIL)を用いて、候補遺伝子の機能解析を行った。未成熟種子における遺伝子発現分析を行った結果、候補遺伝子はNIL間の発現量の1.7倍の差を示し、収穫後の完熟種子においては1.2倍のα＋γ-Toc含有率の差をあることを確認した。本研究で同定された候補遺伝子Gyma.14g132800は、これまで確認された生合成遺伝子とは異なり、新規遺伝子であることが推定される。また、本研究で同定したトコフェロール生合成経路を制御する遺伝子と、これまで確認されたα-Toc生合成に関与遺伝子（γ-TMT3など）の集積系統が作成され、高機能性ダイズ育種素材の創出が期待されている。

About 30% of the world's edible oil consumption is accounted for, and the important source of cooking oil supply. The four kinds of compounds (α- Toc, β- Toc, γ- Toc, δ- Toc) are the highest in the human body. The content of α-Toc in seeds is low, and the fertility of seeds is affected. It is necessary to increase the content of α-Toc in seeds for the development of high functionality. The purpose of this study is to identify and analyze the α-Toc content of seeds, the genetic relationships between existing and new seed production, and the genetic relationships between existing and new seed production. This year, QTL (qTClu14) was detected in the genetic diversity of F6 generation in the cross between K099 and Fendou 16. qTClu14's position on the list of domain names related to the origin of Glyma.14g132800 qTClu14's cause candidate. QTClu14 quasi-homogeneous gene subsystem (NIL) is used to analyze the function of candidate genes. The results of the analysis of the occurrence of immature seeds showed that there was a 1.7-fold difference between the occurrence of candidate seeds and NIL, and a 1.2-fold difference between the α+γ-Toc content of mature seeds after harvest. In this study, the candidate gene Gyma.14g132800 was identified as a new candidate gene. In this study, we also confirmed that the integration system of α-Toc biosynthesis and γ-TMT3 is expected to create high-functional breeding materials.