Genetic study on heading time instability by field multi-omics analysis in wheat and barley

先行研究において、コムギ系統「超極早生」の出穂期不安定性に関わる早生遺伝子PCL1（概日時計遺伝子）がデュラムコムギの超極早生化に利用可能なことを明らかにした。ただし、「超極早生」由来のPCL1を保有するにもかかわらず超極早生を示さない系統が存在したことから、PCL1と相互作用して超極早生化を可能にする新規早生遺伝子exh-2がデュラムコムギにも存在することが明らかになった。exh-2が分離すると考えられたデュラムコムギ集団を用いたDArT-seqバルク分離分析では、exh-2の候補領域として6A染色体短腕、6B染色体短腕を検出している。両領域に座乗するDNAマーカーを新たに開発して詳細に解析した結果、マーカー遺伝子型間で平均出穂日が有意に異なることが確かめられた。両染色体領域における早生遺伝子の報告はなく、新規遺伝子である可能性が高い。オオムギの出穂期関連遺伝子が生長相転換および生殖成長に及ぼす影響はあまり明らかになっていないため、二条品種「ユメサキボシ」と六条品種「早木曽2号」の遺伝的背景を有する準同質遺伝子系統（各4系統）を国内3地点で圃場栽培し、幼穂形成ステージ、幼穂長、及び主茎長を調査した。その結果、春播性遺伝子Vrn-H1と光受容体遺伝子HvPhyCは全ての形質において相互作用が見られた。一部の系統ではこれら3形質の進展と出穂の早晩が対応しなかったことから、幼穂形成の進展と出穂期を別々に制御して出穂期安定化を図る可能性が示唆された。国内3地点における遺伝子の効果は類似していたが、岡山、つくばと比べて上越ではVrn-H1の効果が大きかった。

先行研究において、コムギ系統「超極早生」の出穂期不安定性に関わる早生遺伝子PCL1（概日時計遺伝子）がデュラムコムギの超極早生化に利用可能なことを明らかにした。ただし、「超極早生」由来のPCL1を保有するにもかかわらず超極早生を示さない系統が存在したことから、PCL1と相互作用して超極早生化を可能にする新規早生遺伝子exh-2がデュラムコムギにも存在することが明らかになった。exh-2が分離すると考えられたデュラムコムギ集団を用いたDArT-seqバルク分離分析では、exh-2の候補領域として6A染色体短腕、6B染色体短腕を検出している。両領域に座乗するDNAマーカーを新たに開発して詳細に解析した結果、マーカー遺伝子型間で平均出穂日が有意に異なることが確かめられた。両染色体領域における早生遺伝子の報告はなく、新規遺伝子である可能性が高い。オオムギの出穂期関連遺伝子が生長相転換および生殖成長に及ぼす影響はあまり明らかになっていないため、二条品種「ユメサキボシ」と六条品種「早木曽2号」の遺伝的背景を有する準同質遺伝子系統（各4系統）を国内3地点で圃場栽培し、幼穂形成ステージ、幼穂長、及び主茎長を調査した。その結果、春播性遺伝子Vrn-H1と光受容体遺伝子HvPhyCは全ての形質において相互作用が見られた。一部の系統ではこれら3形質の進展と出穂の早晩が対応しなかったことから、幼穂形成の進展と出穂期を別々に制御して出穂期安定化を図る可能性が示唆された。国内3地点における遺伝子の効果は類似していたが、岡山、つくばと比べて上越ではVrn-H1の効果が大きかった。