アブラナ科野菜の雑種強勢における顕性遺伝子座の役割の解明

阐明显性位点在十字花科蔬菜杂种优势中的作用

基本信息

批准号：
22H02338
负责人：
藤本龍
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02338/
关键词：
雑種強勢ヘテロシス顕性遺伝子座 DNAメチル化アブラナ科

项目摘要

雑種強勢とは、ある特定の両親系統間の交雑によって得られた雑種第一代が両親よりも優れた形質を示す現象である。どのような系統を掛け合わせれば雑種強勢が発現するのかは、どの植物種でも明らかになっていない。そこで本研究では、遺伝学的解析、F1世代のみを利用したゲノムワイド関連解析、全ゲノムDNAメチル化解析により、雑種強勢の発現を引き起こすのに必要な両親系統の組合せ条件を特定する。今年度は、ハクサイF1品種 ‘W77’のF2集団を用いて、播種後14日と21日の本葉のサイズのQTLについて、組換え個体を用いて雑種強勢関連領域の絞り込みを行った。同様に、収量や収穫期の植物サイズのQTLについても、組換え個体を選抜し、圃場栽培試験を行い、3領域について、雑種強勢関連領域の絞り込みを実施した。遺伝子型の決定はGRAS-Diを用いて実施した。80のハクサイ品種について、播種後14日の本葉を用いたRNA-seq解析のデータから、発現情報を収集し、SNPsを同定した。ゲノムワイド関連解析のための、条件設定を進めている。両親系統とF1について、3つの生育ステージ (圃場へ移植後20日、40日、60日)について、葉組織から抽出したDNAを用いて全ゲノムDNAメチル化解析のためのシークエンスまで実施した。現在、DNAメチル化解析を実施している。ハクサイについて、DDM1の機能喪失変異体の全ゲノムDNAメチル化解析を行い、ゲノム全体でDNAメチル化の低下が生じていることや、生育に及ぼす影響を明らかにした。現在、DDM1依存的なDNAメチル化領域の特定を進めている。この他にも、DNAメチル化関連遺伝子の機能喪失変異体を得るためのゲノム編集用ベクターの構築を進めており、一部、シロイヌナズナに導入し、機能喪失変異体を得ることに成功した。

杂化应激是一种现象，在这种现象中，通过在特定父母谱系之间跨越的第一批杂种比父母表现出更高的特征。对于任何类型的菌株出现杂种应激的植物物种尚不清楚。因此，在这项研究中，我们确定了通过遗传分析诱导杂交应力表达的亲本菌株的组合条件，仅使用F1生成以及整个基因组DNA甲基化分析。今年，使用中国卷心菜F1品种“ W77”的F2种群在播种后14和21天，我们使用重组个体的QTL缩小了与杂种应力相关的区域的缩小。同样，在收获季节中选择重组个体的QTL，以提高产量和植物大小，并进行了野外培养测试，并在三个区域中缩小了与杂种应力相关的区域。使用GRAS-DI进行基因分型。从RNA-seq分析的数据中，使用True叶子从播种后14天从RNA-seq分析中收集了表达信息，并确定了SNPS的80种中国卷心菜品种。正在为全基因组关联分析设置条件。对于父母的谱系和F1，甚至使用从叶片组织中提取的DNA进行了三个生长阶段（植入田间植入后的20、40和60天）进行整个基因组DNA甲基化分析。目前，正在进行DNA甲基化分析。我们对中国卷心菜中DDM1功能失去功能的突变体进行了基因组DNA甲基化分析，并揭示了整个基因组中DNA甲基化的下降及其对生长的影响。当前，我们正在努力鉴定DDM1依赖性DNA甲基化区域。此外，我们一直在构建基因组编辑载体，以获得DNA甲基化相关基因的功能丧失突变体，并在某些情况下已引入拟南芥，以获得功能丧失的突变体。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Will epigenetics be a key player in crop breeding?

DOI：
10.3389/fpls.2022.958350
发表时间：
2022
期刊：
FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
影响因子：
5.6
作者：
Tonosaki, Kaoru;Fujimoto, Ryo;Dennis, Elizabeth S. S.;Raboy, Victor;Osabe, Kenji
通讯作者：
Osabe, Kenji

Role of four major histone midifications in regulating heterosis in Chinease cabbage

四种主要组蛋白修饰在调节大白菜杂种优势中的作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hasan Mehraj;Satoshi Takahashim Motoki Shimizu;Takeshi Yasuda;Elizabeth S. Dennis;Motoaki Seki;Ryo Fujimoto
通讯作者：
Ryo Fujimoto

Genetic and epigenetic approaches for understanding the molecular mechanism of heterosis in Arabidopsis thaliana and Brassica rapa

用于了解拟南芥和白菜杂种优势分子机制的遗传和表观遗传方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryo Fujimoto;Hasan Mehraj;Satoshi Takahashi;Kazumasa Fujiwara;Naomi Miyaji;Saaya Shiraki;Motoki Shimizu;Motoaki Seki;Elizabeth S. Dennis
通讯作者：
Elizabeth S. Dennis

Studies on the Molecular Basis of Heterosis in Arabidopsis thaliana and Vegetable Crops

DOI：
10.3390/horticulturae9030366
发表时间：
2023-03-01
期刊：
HORTICULTURAE
影响因子：
3.1
作者：
Shiraki，Saaya;Fujiwara，Kazumasa;Mehraj，Hasan
通讯作者：
Mehraj，Hasan

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藤本龍其他文献

Root traits that determine waterlogging resilience in rice and maize

决定水稻和玉米耐涝能力的根性状

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
板橋悦子;シェイ・ダニエル;吹野伸子;藤本龍;岡崎桂一;柿崎智博;小原隆由;Nakazono Mikio
通讯作者：
Nakazono Mikio

Influence of chloroplastic photo-oxidative stress on mitochondrial alternative oxidase capacity and respiratory properties : a case study with Arabidopsis yellow variezated 2

叶绿体光氧化应激对线粒体替代氧化酶能力和呼吸特性的影响：以拟南芥黄杂色 2 为例

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Plant and Cell Physiology 49
影响因子：
0
作者：
F. Aharonian;et al.;H. Nakajima;M. Nobukawa;A. Bamba;H. Yamaguchi;H. Yamaguchi;藤本龍;藤本龍;Keisuke Yoshida
通讯作者：
Keisuke Yoshida