ダイコン自然集団におけるS対立遺伝子の新規同定を踏まえたその多様性維持機構の解明

基于日本萝卜自然群体中S等位基因的新鉴定阐明多样性维持机制

• 批准号: 22KJ0299
• 负责人: 福島 和紀
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0299/
• 关键词: 自家不和合性; ハマダイコン; S対立遺伝子

既知のプライマーセットによってSRKの増幅が起こらず、S対立遺伝子の同定が不可能であったハマダイコン個体について、ナノポアシーケンサーによるゲノム配列の決定を行なった。既知のSRKの塩基配列を用いたBLASTにより、同定不可能であったSRKの領域を見つけ、塩基配列を決定した。SRKの塩基配列をマルチプルアライメントによって比較すると、既知のプライマーセットで増幅できなかった原因は、リバースプライマーの設計領域に存在した数塩基のミスマッチであることが考えられた。これを修正したプライマーを用いることで、SRKの増幅が改善された。また、class-IIに属するSRKについては、別の遺伝子であるSRK-like遺伝子が同時に増幅されることで、SRKの同定に問題が生じていた。同様にナノポアで決定したゲノム配列からSRK-like遺伝子の配列を見つけ、SRKとの比較からプライマーを再設計することでSRK-like遺伝子の増幅を抑えることができ、この問題は解決された。また、石川県南加賀地方のハマダイコン集団に応用した解析では、新しく設計したプライマーセットの有効性が確認でき、採取地点ごとのS対立遺伝子構成の比較にまで発展させることができた。自然集団における交配のメカニズムを理解するには、受粉後に生じる反応の分子メカニズムの解明も重要であることから、シロイヌナズナを用いた花粉吸水時のライブイメージング系を立ち上げた。花粉吸水に重要であると考えられる乳頭細胞内の液胞膜を可視化し、受粉前後の動態の比較を行なった。

基因组序列是通过纳米孔测序仪确定萝卜个体的基因组序列，这些萝卜不会放大已知底漆集的SRK，并且无法鉴定出S等位基因。通过使用已知的SRK碱基序列的爆炸，发现无法识别的SRK区域，并确定了基础序列。当通过多个比对比较SRK核苷酸序列时，人们认为无法与已知底漆集放大的原因是反向引物设计区域中存在的几个碱基的不匹配。使用已修改的底漆来改善SRK的扩增。此外，关于属于II类的SRK，另一个基因类似SRK样基因，同时放大，从而在识别SRK时引起了问题。同样，通过从纳米孔确定的基因组序列中找到SRK样基因的序列，并通过与SRK进行比较重新设计了引物，可以抑制SRK样基因的扩增，从而解决了这个问题。此外，分析应用于Ishikawa县Minami Kaga地区的萝卜甜菜种群，证实了新设计的底漆集的有效性，这可以比较每个收集点的S等位基因组成。为了了解自然种群中的交配机制，了解授粉后发生的反应的分子机制也很重要，因此我们在吸收过程中使用拟南芥启动了一种实时成像系统。乳头状细胞中的液泡膜被认为对花粉吸收很重要，并比较了授粉之前和之后的动力学。

项目成果

石川県南加賀地方沿岸部に自生するハマダイコン集団を用いたS対立遺伝子の地理的構造解析

使用石川县南加贺地区沿海自然生长的萝卜群体进行 S 等位基因的地理结构分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 益子恵利那;福島和紀;林真妃;山本将之;寺岸俊哉;高山誠司;渡辺正夫
• 通讯作者: 渡辺正夫