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温帯性モデル草本における高温耐性遺伝子の同定と高温環境への適応進化過程の解明

温带模式草本耐高温基因鉴定及阐明适应高温环境的进化过程

基本信息

批准号：
17K15214
负责人：
恩田義彦
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17K15214/
关键词：
環境ストレス高温ストレス QTL ミナトカモジグサ Brachypodium

项目摘要

これまでの研究により、温帯性モデル草本のミナトカモジグサの自然系統の中から、標準系統と比較して高温耐性が高い複数の系統を見出した。そこで、高温耐性が高い系統と標準系統を人工交配して作出したF2マッピング集団を対象にQTL解析を実施したところ、第4染色体上に効果の強いQTLを検出した。本研究では、高温ストレス耐性の原因遺伝子を同定することで、温帯性モデル草本における高温環境への適応進化の理解を深め、コムギ等の温帯性作物の高温耐性育種のための基礎的な知見を得ることを目的としている。今年度は、これまでに作出してきたRILs（F8:9）について、高温環境下での栽培試験とSNPマーカージェノタイピングを実施した。なお、SNPマーカーの遺伝子型決定には、申請者らが開発した方法であるMultiplex PCR Targeted Amplicon Sequencing (MTA-seq) （Front.PlantSci.9:201）を活用している。まず、190個体のRILsを展開し、MTA-seq法によりSNPの遺伝子型を決定した。この遺伝子型データを参照し、申請者が見出した高温耐性についてのQTL領域内に組み換えが起こっている個体を複数選抜した。これらの個体の遺伝子型と高温耐性についての表現型との組み合わせから、QTL領域を約30kbにまで絞り込むことができた。また、この領域には7個の遺伝子がアノテーションされていた。

This research shows that the natural system of the temperature and temperature resistance of the plant is different from the standard system and the high temperature resistance of the multiple system is higher. QTL analysis for high temperature tolerance and high temperature tolerance was performed on chromosome 4. This study aims to identify the causes of high temperature tolerance and to further understand the evolution of high temperature tolerance in plants with high temperature tolerance, and to provide basic knowledge for breeding high temperature tolerance in crops with high temperature tolerance. This year, we made the RILs (F8:9), and the cultivation test was carried out under the high temperature environment. Applicants have developed methods for determining the genetic type of SNPs and can use Multiplex PCR Targeted Amplicon Sequencing (MTA-seq)(Front. PlantSci. 9:201). 190 individual RILs were developed and MTA-seq method was used to determine SNP genotypes. The candidate was identified as a QTL for high temperature tolerance, and the candidate was identified as a QTL for high temperature tolerance. The phenotypes of these individuals and the phenotypes of these QTL domains are about 30kb long. The seven sub-domains are divided into three categories: