アソーシエーション解析によるセイヨウナタネの窒素利用効率の遺伝子分析

关联分析法对油菜氮素利用效率的遗传分析

基本信息

批准号：
14F04076
负责人：
西尾剛
金额：
$ 1.47万
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：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

174のセイヨウナタネ系統を用い、高窒素と低窒素条件で栽培し、本葉５枚程度の幼苗期に、葉の大きさ、地上部の乾物重やSPAD値（葉の緑色程度）の調査を行った。低窒素条件では植物体乾物重や葉の大きさが低下したが、セイヨウナタネの一部の系統はあまり低下せず、高NUE（窒素利用効率）系統の候補と考えられた。また、SPAD値の差異があった90系統を選び、窒素濃度、炭素濃度の測定を行った。C/N比は窒素利用効率に関する重要な形質であり、90系統において、低窒素下のC/N比は高窒素下より1.03~2.29倍に高くなることが示された。以上の調査により得られた形質データと先行研究で整備された19,945のSNPデータと組み合わせ、GWASを行った。低窒素下でのSPAD値、高窒素下でのC/N比、高窒素下と低窒素下での窒素濃度等の特性のGWASピークがA10の13~15 Mbの領域に集中しており、この領域はNUEの改良に重要であると考えられた。この領域の遺伝子の機能アノテーションを行い、窒素同化の主要な経路に関わる重要な遺伝子例えばグルタミンシンテターゼ遺伝子GS1、グルタミン酸シンターゼ遺伝子GOGAT、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子GDHを同定した。外国人特別研究員が8月1日に国立研究法人農業生物資源研究所に任期付研究員として就職したため、平成27年度は4ヶ月で研究を中断せざるを得なかった。半分以上のサンプル（1,800）の窒素含量を測定し、アソーシエーション解析を行い、候補遺伝子を推定したが、遺伝子の発現解析や遺伝子型分析は出来なかった。

该植物是在高和低氮条件下使用174型菜籽植物生长的，在幼苗期间，研究了大约五个真正的叶子，叶子大小，上述地面上的干物质重量以及spad值（关于叶子的绿色）。尽管在低氮条件下，植物的干物质重量和叶片大小却减少，但某些菌株的日本菜籽种子的某些菌株并没有显着降低，因此被认为是高NUE（氮利用效率）菌株的候选者。此外，选择了90个菌株，在SPAD值中差异，并测量氮和碳浓度。 C/N比是氮利用效率的重要特征，在90个系统中，表明低氮下的C/N比是高氮下的1.03-2.29倍。 GWAS与从上述调查中获得的性状数据和先前研究中开发的19,945个SNP数据结合使用。特征的GWAS峰，例如低氮，高氮的C/N比下的Spad值，高氮和低氮在13至15 MB的区域中集中在A10的区域中，这对于改善NUE很重要。进行了该区域中基因的功能注释，以鉴定参与氮同化主要途径的重要基因，例如谷氨酰胺合成酶基因GS1，谷氨酸合酶基因GOGAT和谷氨酸脱氢酶基因GDH。一位外国特别研究人员于8月1日在国家农业和生物资源研究所担任服务期限研究员的工作，2015年，他被迫在四个月内暂停研究。测量了超过一半的样品（1,800）的氮含量，并进行了关联分析以估计候选基因，但没有基因表达或基因型分析。