カキのゲノム進化に基づく果実の形状多様性獲得モデルの構築

基于牡蛎基因组进化的果实形状多样性获取模型的构建

• 批准号: 22H02339
• 负责人: 赤木 剛士
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Okayama 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-22H02339/
• 关键词: 果実形状; バイオインフォマティクス; 深層学習; 進化選択圧; カキ; 倍数化; ゲノム進化; 全ゲノム解読

当該年度までは栽培ガキの近縁二倍体野生種マメガキを参照ゲノムとして用いていたが、新たに、PacBio HiFiリードを用いたアセンブルおよびマニュアルアンカリングにより、六倍体栽培ガキ「太秋」の染色体レベルでの全ゲノム配列を決定した。これを新たな参照ゲノム情報として、多様なカキ品種群におけるGWAS・eGWAS解析および集団構造解析を行った。この結果から、栽培ガキでは、品種群ごとに独自の果実形状多様性を獲得しており、その分子機作も系統群ごとに異なっている可能性が示唆された。一方、この決定分子機作には潜在的な共通性があり、いずれもサイトカイニンシグナルに応答する経路を基礎とするものであり、六倍体化によって得られた新しい応答系を参照している可能性も考えられた。一方、カキ品種群の集団構造はランダムに分布しており、果実形状主成分軸と相関する構造軸やクラスタ化は見られなかった。栽培ガキ主要品種である「平核無」とその枝変わりでコマ型果実形を示す「孝子丸」における比較経時的トランスクリプトーム解析から、細胞分裂や障害応答性因子、サイトカイニンシグナル経路に関与する因子群（AP3, HB4, NAC29など）を原因因子候補として捉えており、これらの因子を中果皮生育期特異的に発現するプロモーター群に接続し、タバコでの異所的発現を試みた。その結果、特にAP3およびHB3において、中果皮相当部の細胞分裂に変化を生じるとともに、いずれの系統に置いても単為結果性の誘導が認められた。

When the annual ま で は cultivation ガ キ の nearly try diploid wild マ メ ガ キ を reference ゲ ノ ム と し て in い て い た が, new た に, PacBio HiFi リ ー ド を with い た ア セ ン ブ ル お よ び マ ニ ュ ア ル ア ン カ リ ン グ に よ り, hexaploid cultivation ガ キ "autumn" の chromosome レ ベ ル で の full ゲ ノ ム match column を decided し た. こ れ を new た な reference ゲ ノ ム intelligence と し て, many others な カ キ varieties of に お け る GWAS · eGWAS parsing お よ び set 団 structure line を っ た. こ の results か ら, cultivation ガ キ で は, variety of ご と に の fruit be alone shape how others を acquired し て お り, そ の molecular machine system も group ご と に different な っ て い が る possibility in stopping さ れ た. Side, こ の decided molecular machine be に は potential な convergence が あ り, い ず れ も サ イ ト カ イ ニ ン シ グ ナ ル に 応 answer す る を 経 road foundation と す る も の で あ り, hexaploid に よ っ て have ら れ た new し い 応 answer is を reference し て い る possibility も exam え ら れ た. Party, カ キ varieties の set 団 constructing は ラ ン ダ ム に distribution し て お り, fruit shape be principal component shaft と masato す る tectonic axis や ク ラ ス タ change は see ら れ な か っ た. Main varieties cultivated ガ キ で あ る "flat nuclear without" と そ の branch - わ り で コ マ type fruit be shaped を shown す "son pill" に お け る compare when 経 ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing か ら, cell division や handicap of 応 answer sex factor, サ イ ト カ イ ニ ン シ グ ナ ル 経 road に masato and す る factor group (AP3, HB4, NAC29 な ど) を reason factor alternate と し て catch え て お り, こ れ ら の factor を mesocarp growth period specific に 発 now す る プ ロ モ ー タ ー group に meet 続 し, タ バ コ で の 発 を now try by different み た. そ の results, に AP3 お よ び HB3 に お い て, mesocarp quite に の cell division - the を raw じ る と と も に, い ず れ の system に buy い て も 単 sex for results の induced が recognize め ら れ た.

项目成果

カキ品種 '太秋' の全ゲノム解読から紐解くポストY染色体の急速進化

牡蛎品种“太叔”全基因组测序揭示后Y染色体的快速进化

• 发表时间: 2023
• 作者: Ayano Horiuchi;Kanae Masuda;Noriyuki Onoue;Ryusuke Matsuzaki;Kenta Shirasawa;Yasutaka Kubo;Koichiro Ushijima;Takashi Akagi;堀内綾乃・増田佳苗・白澤健太・尾上典之・藤田尚子・牛島幸一郎・赤木剛士
• 通讯作者: 堀内綾乃・増田佳苗・白澤健太・尾上典之・藤田尚子・牛島幸一郎・赤木剛士

Evolution of lineage-specific fruit shape diversification in hexaploid persimmon cultivars

六倍体柿品种谱系特异性果形多样化的进化

• 发表时间: 2023
• 作者: Ayano Horiuchi;Kanae Masuda;Noriyuki Onoue;Ryusuke Matsuzaki;Kenta Shirasawa;Yasutaka Kubo;Koichiro Ushijima;Takashi Akagi
• 通讯作者: Takashi Akagi

六倍体カキ品種群の分化経路と果実形状多様性の獲得

六倍体柿品种分化途径及果实形状多样性的获得

• 发表时间: 2022
• 作者: Shiraki Saaya;Fujiwara Kazumasa;Kamiya Yoshiki;Akter Mst. Arjina;Dennis Elizabeth S.;Fujimoto Ryo;Mehraj Hasan;吉野早紀・豊福恭子・曽根千晴・小川敦史;堀内綾乃・増田佳苗・尾上典之・松崎隆介・白澤健太・久保康隆・牛島幸一郎・赤木剛士
• 通讯作者: 堀内綾乃・増田佳苗・尾上典之・松崎隆介・白澤健太・久保康隆・牛島幸一郎・赤木剛士

六倍体カキ品種群に特異な果実形状多様性に関わる集団遺伝学的解析

六倍体牡蛎品种果实形状多样性相关的群体遗传分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 堀内綾乃・増田佳苗・尾上典之・松崎隆介・白澤健太・久保康隆・牛島幸一郎・赤木剛士