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量的形質遺伝子座における新しい解析アプローチによるソルガム高糖性遺伝子の解明

使用数量性状基因座的新分析方法阐明高粱高糖基因

基本信息

批准号：
22K14868
负责人：
岡田聡史
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

脱炭素社会構築へ向けて、バイオリファイナリー産業が注目される中、糖はその発酵原料であるため重要であり、糖料作物の高糖性遺伝子はその鍵となる遺伝子である。本研究は、ソルガムの高糖性に寄与する量的形質遺伝子座qBRX-6の責任遺伝子同定を目的としている。ソルガムの茎の糖度は環境要因や複雑な遺伝的構造が絡み合った複雑形質と考えられたため、申請者は糖度の代わりに、ショ糖濃度と相関する遺伝子群の発現量を形質とみなして、候補領域の絞り込みを行うことを考えた。ショ糖濃度と相関する発現量を持つ遺伝子群を同定するために、時系列トランスクリプトーム解析を行なった。スイートソルガムSIL-05（高糖性、染色体断片導入の母本）、74LH3213（低糖性、ゲノム背景の母本）、74LH改0号（qBRX-6候補領域を含むSIL-05断片を74LH3213に導入した系統、高糖性）を供試し、時系列にサンプリングした節間からRNAの抽出と、節間搾汁液のショ糖濃度を定量した。ショ糖濃度は開花直後のサンプル以降で急増していたことから、開花直前以降のサンプルに着目してRNA-seq解析を行った。共発現解析を行い、ショ糖濃度の変動と品種間の発現量の差を考慮して、遺伝子発現パターンが類似する13遺伝子群を検出した。これらの遺伝子群はqBRX-6の候補領域の絞り込みの際に、マーカー遺伝子になると期待された。次に、qBRX-6の候補領域を対象にした染色体断片置換系統群(Chromosomal Segment Substitution Lines: CSSLs)の作出を行なった。当初計画よりも材料の世代促進に成功し、qBRX-6候補領域に組換えを持つCSSLsが創出できた。次年度、これらのCSSLsを用いた時系列トランスクリプトーム解析によって、候補領域の絞り込みを行う計画である。

De-carbonizing society is building towards the future. The industry is paying attention to the importance of fermentation raw materials for sugar and sugar crops. The purpose of this study is to identify the molecular identity of the high sugar content of the protein and the molecular weight of the protein in qBRX-6. The sugar content of the stem is related to the structure of the complex, the quality of the complex, the generation of the sugar content of the applicant, the sugar concentration, and the occurrence of the related subgroup. If the sugar concentration and the related amount of discovery are determined based on the same genetic group, the time-series analysis of the data will be carried out. SIL-05 (high glucose, chromosome fragment introduced female parent), 74LH3213 (low glucose, chromosome background female parent), 74LHGai0 (qBRX-6 candidate field containing SIL-05 fragment, 74LH3213 introduced female parent system, high glucose) were tested in the series, and the time series was divided into three groups: RNA extraction from internodes, and sugar concentration in internode juice. Sugar concentration decreased rapidly after flowering, and decreased rapidly before flowering. RNA-seq analysis was performed. Co-occurrence analysis, variation in sugar concentration and variation in occurrence between species were considered, and 13 subspecies were identified. The QBRX-6 candidate field is expected to be completed in 2010. Chromosomal Segment Substitution Lines (CSSLs) were created for the candidate domains of qBRX-6. The original plan was to promote the generation of materials successfully, and the qBRX-6 candidate field was to be replaced by CSSLs. The next year, the CSSLs will be used in the series, and the candidate fields will be used in the analysis.