Identification of genomic composition and novel gene associated with seed dormancy in weedy rice

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本研究課題では、実験１．雑草イネにおける新規休眠性遺伝子の特定、実験２．既知の休眠性遺伝子にもとづくゲノム構成の決定を実施する計画としている。実験１で実施予定のバッククロスによる試験材料の作出は、別課題で作成中の雑草イネ染色体断片置換系統群が利用できる見通しがたったため、今年度は実験２を中心に研究を進め、既知の休眠性遺伝子情報ををもとに休眠性におけるゲノム構成を明らかにした。イネの遺伝子情報データベース（Oryzabase）において、Gene OntologyおよびTrait Ontologyでdormancyおよびgerminationとアノテーションされた遺伝子を休眠性関連遺伝子（131遺伝子）をとした。11県から収集した雑草イネ49系統、国内外の近代品種・在来品種・雑草イネ95系統を供試し、休眠性関連遺伝子および全ゲノム塩基配列に対して、主成分分析およびクラスター分析により類縁関係や集団構造を明らかにしたところ、種子休眠性の深い雑草イネ系統は共通のゲノム構成をもち、休眠性の浅い系統とは異なることが明らかになった。また、EHH分析を用いて休眠性遺伝子を含むゲノム領域における自然選択を検出し、種子休眠性における種内変異は自然選択により形成されることを明らかにした。具体的には、栽培イネと雑草イネの交雑を起源とする雑草イネは、全ゲノム塩基配列では交雑親の雑草イネおよび栽培イネ由来のゲノム領域を同程度ずつ持つが、休眠性関連遺伝子の大半は雑草イネ由来の対立遺伝子を有しており、その多くは自然選択により維持されていた。