オオムギにおける茎葉空間配置の環境応答に関する遺伝機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

ムギ類は一般に冬季に横方向に生長する匍匐性を示し，本特性が凍霜害回避に貢献していると考えられている．そこで，オオムギを研究材料として，匍匐性の遺伝機構を解明するために本研究を実施している．先行研究において，オオムギ品種「イシュクシラズ」と「カシマムギ」を交配して育成した分離集団（RILs）で匍匐性と直立性が分離することを見出した．DArTseq解析により取得した5817個のゲノムワイドSNPを用いたQTL解析により，匍匐性QTLが3Hおよび4H染色体にそれぞれ2個，1個座乗することが明らかになった．加えて，匍匐性という性質が，葉鞘が低温に反応して地際部で水平方向に湾曲する低温湾曲性と，温度に依存することなく茎や葉鞘が基部から鉛直方向ではなく斜めから水平方向に生長する開張性，という2種類の特性からなる複合的な特性であることが示唆された．研究初年度の結果の概要は下記の通りである．１）匍匐性の表現型解析と現象理解；199系統のRILsを供試して，冬季の圃場において葉鞘基部の湾曲性を，また無加温のハウスで開張性を調査した．QTL解析の結果，湾曲性，開張性ともに匍匐性と同じ染色体領域にQTLが検出されたが，湾曲性には3HSのQTLが，そして開張性には4HLのQTL効果が大きいことが示され，3つのQTLが異なる特性に作用することが示唆された．また，葉鞘基部の内生植物ホルモンを定量した結果，オーキシン，ジベレリン，サイトカイニン，ジャスモン酸の濃度がいずれも匍匐型で低いことが明らかになった．２）匍匐性QTL候補遺伝子の絞り込み；イネの匍匐性に関わるPROG1のオーソログが4HLのQTL領域に2コピーあることを見出した．両コピーとも「イシュクシラズ」と「カシマムギ」で配列変異が認められたことから，匍匐性（開張性）QTLの有力候補と考えている．