イネの種子形制御機構の解明と分子育種への応用

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本研究は、イネの種子形（粒形）を制御する遺伝子の機能の理解に立った分子育種を試み、種子サイズの大型化による収量増加を成すことを研究目的としている。この目的達成のため本研究では、大粒系統を用いた解析と短粒変異体を用いた解析をそれぞれ行い、さらなる遺伝子源の探索を進めた。<大粒系統を基点とする研究>では、極めて大きな種子をつける大粒系統BG23（種子長約10 mm）及びLG10（種子長約14 mm）を実験材料に、遺伝解析を行った。昨年度までにこれら大粒系統同士を掛け合わせた交雑集団を用いた遺伝解析（QTL解析）によって、その種子サイズの差（種子長では約4 mm）を説明する新奇性の高い遺伝子座を種子幅に関係するものを含め5つ見出すことに成功した。今年度は、それら5つの遺伝子座について詳細な遺伝解析を進めた。その結果、2つの種子長を制御する遺伝子座を同定し、それら遺伝子座がそれぞれ籾の細胞伸長、細胞分裂に関わることを明らかにした。さらに遺伝子の機能理解をより進めるため、遺伝背景のほぼ均一な系統、準同質遺伝子系統（NIL）の作出は、標準的な日本型イネの日本晴を用いた材料の世代促進を予定通り進めた。<短粒変異体を基点とする研究>では、新奇遺伝子座の短粒変異体srs2,srs4,srs6の遺伝解析を行った。srs2とsrs6については次世代シークエンサーを用いた全ゲノム解析によって、候補となる遺伝子を見出すことに成功した。これらの候補遺伝子は形質転換によって遺伝子破壊を行う準備が完了しており、その表現型を確認することで、原因遺伝子が特定されると期待できる。これら2つのアプローチから見出したイネの種子形を制御する遺伝子座や遺伝子について、遺伝学的な位置づけを推定し、種子形制御機構の理解を深めた。また、形質転換実験によって、収量増加に向けた分子育種の可能性についても考察した。