ベンサミアナタバコのゲノム解析に基づく植物の接木分子基盤解明

基于本塞姆氏烟草基因组分析阐明植物嫁接的分子基础

• 批准号: 22K06181
• 负责人: 黒谷 賢一
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06181/
• 关键词: ベンサミアナゲノム; GH9B3; 接木; ネットワーク解析

ベンサミアナタバコでこれまでに公開されていたゲノム配列データベースは不完全な部分が多く、遺伝子を解析する上で障壁となっていた。ベンサミアナタバコのゲノムは複二倍体であり、複雑な構造を取っているため、従来のショートリードタイプの次世代シークエンサーでは解析が困難であったため、PacBioのロングリードシークエンサーを利用し、ベンサミアナタバコ Lab strainの成葉から抽出したゲノムの解読を行った。1,668コンティグにより3.1 Gbを解読し、21スキャフォールドによって2.8 Gb、95.6%をカバーする配列を構築した。これにより信頼性の高い57,583遺伝子のアノテーションを推定した。ベンサミアナタバコとN. tabacumのゲノム構造の比較から、ベンサミアナタバコのゲノムにおいて2種の祖先植物由来のクロモソームが複雑に交雑していることを示した。得られたゲノム配列情報を検証するため、ベンサミアナタバコの高い罹病性の原因遺伝子であるrdr1遺伝子と、これまでにベンサミアナタバコを接木したときに発現が上昇することを示している４遺伝子について配列の確認と遺伝子ファミリーの探索を実施した。その結果rdr1遺伝子を２つの転写産物に分断している変異が既知情報のとおりに検出された。また、接木時の組織癒合に関わることが想定されるGH9グルカナーゼ遺伝子についても既知情報と完全に一致し、ベンサミアナタバコにおいては１遺伝子のみ存在することが示された。それに対し、β-1,3-グルカナーゼ、XTH28、EXPB3の各遺伝子については既存ゲノムデータにおいて不正確であった、もしくは欠失していた情報が補完できた。得られたゲノム情報を利用、配布するためのデータベースサイトを構築し、論文による成果報告に合わせて公開した。

ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ で こ れ ま で に public さ れ て い た ゲ ノ ム match column デ ー タ ベ ー ス は incomplete な partly が く, but 伝 を parsing す る で barrier on と な っ て い た. ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ の ゲ ノ ム は double diploid で あ り, complex 雑 な tectonic を take っ て い る た め, 従 の シ ョ ー ト リ ー ド タ イ プ の nextgen シ ー ク エ ン サ ー で は parsing が difficult で あ っ た た め, PacBio の ロ ン グ リ ー ド シ ー ク エ ン サ ー を using し, ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ Lab strain ら chengye ら solve 読を line った. 1668 コ ン テ ィ グ に よ り 3.1 Gb を solution 読 し, 21 ス キ ャ フ ォ ー ル ド に よ っ て 2.8 Gb, 95.6% を カ バ ー す る match column を build し た. The reliability of the れによ is high. The <s:1> 57,583 legacy 伝 son <s:1> アノテ ショ ショ を を is presumed to be た た. ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ と n. tabacum の ゲ ノ ム tectonic の is か ら, ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ の ゲ ノ ム に お い て 2 kinds of plant origin の の ancestors ク ロ モ ソ ー ム が complex 雑 に pay 雑 し て い る こ と を shown し た. Have ら れ た ゲ ノ ム match column intelligence を 検 card す る た め, ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ の high い whole cause of の survived 伝 で あ る rdr1 heritage 伝 と, こ れ ま で に ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ を inoculation し た と き に 発 now rising が す る こ と を shown し て い る 4 legacy 伝 son に つ い て match column の confirm と heritage 伝 son フ ァ ミ リ ー の explore を be applied し た. そ の results rdr1 heritage 伝 son を 2 つ の product planning write に breaking し て い る - different が already know intelligence の と お り に 検 out さ れ た. ま た, inoculation の tissue healing に masato わ る こ と が scenarios さ れ る GH9 グ ル カ ナ ー ゼ posthumous son 伝 に つ い て も both know intelligence と に completely consistent し, ベ ン サ ミ ア ナ タ バ コ に お い て は 1 heritage 伝 son の み exist す る こ と が shown さ れ た. そ れ に し seaborne, beta - 1, 3 - グ ル カ ナ ー ゼ, XTH28, EXPB3 の each legacy 伝 son に つ い て は existing ゲ ノ ム デ ー タ に お い て incorrect で あ っ た, も し く は owe lost し て い た intelligence が fill out で き た. Have ら れ た ゲ ノ ム intelligence を utilization, with cloth す る た め の デ ー タ ベ ー ス サ イ ト を constructing し, paper に よ る results report に close わ せ て public し た.

项目成果

生物間相互作用のモデル植物Nicotiana benthamianaの詳細ゲノム解析

生物相互作用模型植物本塞姆氏烟草的详细基因组分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 黒谷 賢一;平川 秀樹;白澤 健太;谷澤 靖洋;中村 保一;磯部 祥子;野田口 理孝
• 通讯作者: 野田口 理孝

Understanding the role of de novo tracheary elements in Nicotiana interfamily grafting

了解从头气管元件在烟草科间嫁接中的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: Huang Chaokun;Kurotani Ken-ichi;Tabata Ryo;Mitsuda Nobutaka;Sugita Ryohei;Tanoi Keitaro;Notaguchi Michitaka
• 通讯作者: Notaguchi Michitaka

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