Genetic analysis of tetrad male sterility and fertility restoration in diploid potato

点击翻译按钮获取中文摘要

四分子型細胞質雄性不稔性（T-CMS）の原因遺伝子と核ゲノムに座乗する稔性回復遺伝子を同定することを目的として、1) 花粉生育段階でのトランスクリプトーム解析および、2) 稔性回復に関わるQTL解析を行った。花粉母細胞（PMC）から小胞子までの生育段階にある未熟な葯を用いて、ミトコンドリアゲノムのRNA-seq解析を行った結果、rpl5-nad6 遺伝子間領域を除いて、T-CMS系統と通常系統の間でミトコンドリア遺伝子の発現に有意な差は見られなかった。一方rpl5-nad6 遺伝子間領域には、T-CMS系統のみ多量の転写産物が見られた。リアルタイムPCRによる発現解析により、rpl5-nad6遺伝子間領域内の4つの領域のうち3つがT-CMS植物でのみ転写され、それらの転写レベルは小胞子段階よりもPMCおよび四分子段階で高かった。したがって、PMC段階でのrpl5-nad6遺伝子間領域の特異的な転写が四分子花粉の形成に関連している可能性が考えられた。同一のS. verrucosum 系統を戻し交配したT-CMS型F1 (S. verrucosum × S. phureja) に由来する100のBC1植物、およびそれらの2つの兄弟交雑と1つの自殖系統について（各50個体）、正常花粉、染色花粉、および四分子花粉の割合を調べた。684 SNPの遺伝子座からなる連鎖地図を使用してQTL解析を実施した結果、正常花粉率は染色花粉率と強く相関し（r = 0.98）、それらのQTLは第5染色体（寄与率12.1％）および第11染色体（26.8％）上に検出された。四分子花粉形成はおそらく独立しており、そのQTLは第3染色体（76.5%）上に検出された。したがって、少なくとも3つのQTLsがT-CMS花粉の回復に関連していることが明らかになった。