オオムギにおけるマイクロRNAを介した閉花性遺伝子の発現制御機構の解明

阐明大麦中 microRNA 介导的闭锁病基因的表达控制机制

• 批准号: 10F00511
• 负责人: 小松田 隆夫
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute of Agrobiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00511/
• 关键词: オオムギ; ゲノム; 閉花性; マイクロRNA; barley; cleistogamy; cly1; HvAP2; ta-si RNA

閉花性遺伝子を有した品種は開花時に感染する可能性がなく赤カビ病に強いことが知られており、閉花性遺伝子を活用した赤カビ病抵抗性品種の開発が期待される。オオムギ閉花性遺伝子cly1はmicroRNA(miR172)によって制御され、miR172結合部位内の塩基多型によりmRNAが切断を受けず、cly1遺伝子の転写レベルが著しく増加したことが形態変化の原因であることを明らかにしが、ヘテロ個体がなぜcly1は完全優性を示したのかまだ不明である。miRNAを介したta-siRNAの生成し、新たなsmall RNA分子を生成と自己制御しているという仮説が立てられた。HvAP2に新たな発現制御機構が存在していることを発見するため、オオムギ品種Morexのsmall-RNA cDNA libraryを解読し、約1億5千万リード(8チャンネル)を得られた。HvAP21の配列をBLASTし、アンチセンス配列と完全一致するものが5か所、計8リードがあり、これらの配列はHvAP2から生成したta-siRNAの候補とする。これらのsiRNAリードはすべてmiR172切断場所の5'上流に位置されているが、配置状態はフェイジングが確認できず、HvAP2から二次的なsiRNAが生成する仮説を直接に証明できなかった。オオムギコアコレクションの中から、閉花性劣性遺伝子(cly1.b)を持ちながら、鱗被の維管束は部分的に形成する品種(SV235)を発見した。SV235におけるHvAP2転写量抑制はプロモータのメチル化によるものと示唆した結果結果となった。具体的に、SV235が開花させる遺伝要因を調べるために、通常の閉花性品種KNG(cly1,b)や、SV223、SV230(cly1.c)と交配した。F_2植物の鱗被サイズを調査し、原因遺伝子座をマッピングした所、cly1と完全連鎖していることが確認できた。cly1の新たなアレルと推測された。通常、閉花性遺伝子cly1はmicroRNA(miR172)によって制御され、閉花品種閉のmiR172結合部位内の塩基多型によりmRNAが切断を受けず、cly1遺伝子の転写レベルが著しく増加したことが鱗被部の維管束が形成しない原因と考えられた。

The possibility of infection at flowering time in some varieties of cleistoglossum is expected to increase, and the development of disease-resistant varieties is expected to increase. The gene cly1 was isolated from the microRNA(miR172) and the mRNA was cut off in the miR172 binding site. The gene cly1 was increased and the cause of morphological transformation was unknown. miRNA is produced by small RNA molecules and controlled by small RNA molecules. HvAP2 is a new discovery control mechanism that has been developed for about 150 million years, including the small-RNA cDNA library of Morex. HvAP21 alignment BLAST, ALTERNATIVE, ALTERNATIVE This siRNA is generated directly from the miR172 5'upstream position, configuration status, and confirmation status of HvAP2 secondary siRNA generation. A variety (SV235) with a closed flower genetic heritage (cly1.b) and a vascular bundle forming part of the scale coat has been discovered. SV235 HvAP2 volume suppression is the result of a series of tests. The specific flowering characteristics of SV235 and SV 230 are mainly due to the regulation of flowering, usually closed flowering varieties KNG(cly1,b), SV223 and SV230(cly1.c). F_2 plant scale is not only investigated, but also confirmed by genetic analysis. Cly1's new theory is that it's not a good idea. In general, cleistogamous gene cly1 microRNA(miR172) is controlled by the gene, and in cleistogamous varieties, the miR172-binding site contains multiple types of mRNA that are cut off, and the gene cly1 is controlled by the gene.

项目成果

Cleistogamy in the Triticeae : genetic variation and its regulation.

小麦科的闭花受精：遗传变异及其调控。

• 发表时间: 2012
• 作者: Ning Wang;Shunzong Ning;Takao Komatsuda
• 通讯作者: Takao Komatsuda