ソルガムF1品種「天高」における雑種強勢の仕組みを解明-高バイオマスを達成する6つの重要遺伝子座とその組み合わせが明らかに-

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全文

(1)

〒464-8601 名古屋市千種区不老町 TEL:052 789 5111 代表 http://www.nagoya-u.ac.jp/

ソルガム

F1

品種

天高

ける雑種強勢の仕組みを解明

-高バイオマスを達成する

6

つの重要遺伝子座とその組み合わせ

明ら

に-

現在

日本

世界

多く

地域

雑種強勢

利用す

多収

達成し

多く

F

1

品種

長稈

大型作物

高バイ

マス性

バイ

エタ

(BE)

生産やバイ

ファイ

(BR)

利用

期待さ

F

1

品種

天高

草丈

4

m近く

特別大型

品種

ここ

不思議

天高

花粉親

種子親

双方

短稈

1.1

1.2m

小型品種

雑種強勢

典型的

説明さ

分子遺伝学的

解明さ

自殖性作

例え

近年

ム情報

活用し

ム育種

例え

DNA

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行わ

天高

F

1

作物

遺伝様式

ム育種

困難

そこ

本研究

天高

高バイ

マス

関わ

解明

目指し

雑種後代

F

2

集団

用い

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解析

結果

天高

高バイ

マス

6

遺伝子座

合わせ

重要

4

遺伝子

変異

バイ

マス

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役割

全く未解明

高バイ

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実現す

遺伝様式

言わ

天高

いう大

建物

支え

6

遺伝子座

いう屋

わけ

研究

成果

様々

F

1

品種

改良

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F

1

品種

重要

遺伝子座

しそ

維持す

自由

育種デザイン

いうこ

成果

意味し

実践すべく

BE BR

原料

天高

適化

目指し

有用

QTL

集積す

品種育成

(2)

ソ ムF1品種 天高 け 雑種強勢 仕組 を解明

-高バイ スを 成 6 重要遺伝子座 そ 組 合わ 明 -

概要

現在 日本 含 世界 多く 地域 雑種強勢 利用す こ 多収 達成し 多

く F1品種 栽 さ い す 長稈 大型作物 あ ソ ム そ 高バイ マス性 バ イ エ タ (BE)生 産 や バ イ フ ァ イ ナ (BR)利 用 期 待 さ い す

図 1 そ 中 F1品種 天高 草丈 4m近く 特別大型 品種 す 図 2 中央 ここ 不思議 天高 花粉親 種子親 双方 短稈 約 1.1~1.2m 小

型品種 あ こ す 図2左右 こ い こ 雑種強勢 典型的 例

説明さ し そ 分子遺伝学的 組 い 解明さ い せ し

自殖性作物 例え イ 近年 ゲ ム情報 活用し ゲ ム育種 例え DNA

マ 育種 盛 行わ い す 天高 う F1作物 こ 組 明 い 遺伝様式 い ゲ ム育種 困難 し

そこ 本研究 天高 高バイ マス 関わ 組 解明 目指し 雑種後代 F2集 団 用い QTL 解析 試 し そ 結果 天高 高バイ マス 6 遺伝子座

組 合わせ 重要 あ こ 明 し し 図3 さ こ う 4 遺伝子

い そ 変異 バイ マス 関わ 役割 明 し し こ こ こ

全く未解明 天高 高バイ マス 実現す 遺伝様式 明 し

言わ 天高 いう大 建物 支え い 6 遺伝子座 いう屋 骨 明

わけ す

こ 研究 成果 様々 F1品種 改良 大 変革 す 能性 あ す

F1品種 い 重要 遺伝子座 明 しそ 屋 骨 維持す こ

自由 育種デザイン 能 いうこ こ 成果 意味し い す 図4, 5 こ

実践すべく BE BR 原料 し 天高 最適化 目指し 有用 QTL 集積す 新

品種育成 試 始 い す

イント

F1品種 天高 草丈 4m近く 特別大型 品種 す 図2 中央 天高 花

粉親 種子親 双方 短稈 約1.1~1.2m 小型品種 す 図2左右 こ こ

雑種強勢 典型的 例 説明さ し そ 分子遺伝学的 組

い 解明さ い せ し 近年 ゲ ム情報 活用し ゲ ム育種 例え DNA

マ 育種 盛 行わ い す 天高 う F1作物 こ 組 明 い 遺伝様式 い ゲ ム育種 困難 し 本研究 天高 高バイ

(3)

そ 結果 天高 高バイ マス 6 遺伝子座 組 合わせ 重要 あ こ 明

し し 図3 さ こ う 4 遺伝子 い バイ マス 関わ 役割

明 し し こ こ こ 全く未解明 天高 高バイ マス

実現す 遺伝様式 明 し こ 研究 成果 F1品種 い 重要 遺伝子座 明 しそ 屋 骨 維持す こ 自由 育種デザイン 能

いうこ 意味し い す 図4, 5

背景

現在 日本 含 世界 多く 地域 雑種強勢 利用す こ 多収 達成し 多

く F1品種 栽 さ い す 長稈 大型作物 あ ソ ム そ 高バイ マス性 バ イ エ タ (BE)生 産 や バ イ フ ァ イ ナ (BR)利 用 期 待 さ い す

図 1 そ 中 F1品種 天高 草丈 4m近く 特別大型 品種 す 図 2 中央 ここ 不思議 天高 花粉親 種子親 双方 短稈 約 1.1~1.2m 小

型品種 あ こ す 図2左右 こ い こ 雑種強勢 典型的 例

説明さ し そ 分子遺伝学的 組 い 解明さ い せ し

自殖性作物 例え イ 近年 ゲ ム情報 活用し ゲ ム育種 例え DNA

マ 育種 盛 行わ い す 天高 う F1作物 こ 組 明 い 遺伝様式 い ゲ ム育種 困難 し 図4

研究 内容

天高 MS7重A×74LH」「1」 後代F2集団 圃場展開し 高バイ マス 重要 開花期 稈 長 い QTL解析 行い し 図3 そ 結果 開花期 い 2 QTL qFD-1,

qFD-6 検出さ し qFD-1 74LH3213 花粉親 qFD-6 MS79 種子親

開花期 早 QTL し 稈長 QTL解析結果 開花期 QTL 除 4

QTL qCL-6, qCL-7a, qCL-7b, qCL-9 検出さ し qCL-6 qCL-7a MS79

qCL-7b qCL-9 74LH3213 稈長 短縮し し こ 6 QTL う

イ 詳しく研究さ い 遺伝子 遺伝子座 比較 qFD-6 SbGHD7 qFD-1

Ma3/SbPhyB 一致し そ MS79及び74LH3213 変異 あ こ 明

し 様 qCL-7b qCL-9 ソ ム 性遺伝子Dw1, Dw3 遺伝子座 一致し 双

方 74LH3213 変異 あ 考え し qCL-6 遺伝子 未 定 Dw4 遺伝子

座 対応し qCL-7a 新規遺伝子座 し そこ qCL-7a 責任遺伝子 DwX 記述

す MS79 Ma3Ma3ghd7ghd7Dw1Dw1dwXdwXDw3Dw3dw4dw4 74LH3213

ma3ma3Ghd7Ghd7MaXdw1dw1DwXDwXdw3dw3Dw4Dw4 F1 品 種 天 高

ma3Ma3ghd7Ghd7dw1Dw1dwXDwXdw3Dw3dw4Dw4 いう遺伝学モデ 考え し

両親 短稈 早生 表現型 す F1品種天高 全 遺伝子座 ヘ

(4)

考え し こ 雑種強勢 説明す 3 仮説 し 優性説 超優性説

エ スタ ス説 提唱さ い し 回 結果 天高 雑種強勢 い 優

性説 しく そ 加え エ スタ ス 説 概 説明 能 あ こ 示唆さ し

成果 意義

こ 研究 成果 様々 F1品種 改良 大 変革 す 能性 あ す

F1品種 い 重要 遺伝子座 明 しそ 屋 骨 維持す こ

自由 育種デザイン 能 いうこ こ 成果 意味し い す 図 5 こ

実践すべく BE BR原料 し 天高 最適化 目指し 有用 QTL 集積す 新 品

種育成 試 始 い す

用語説明

雑種強勢:ヘテ シス も呼ば F1 両親系統 い も大 さや収量 点

優 た形質を示 現象

F1品種:一代交配種 も呼ば 種子親系統 花粉親系統 二系統を交配し 得

雑種第一代目を品種 し 用い い F1品種 両親 遺伝子を全 ヘテ 型 保持

し い

F2集団:F1個体 実 た自殖種子(F2)を播種し 育成した植物体集団 こ

QTL:Quantitative trait locus 略 バイ ス 形質 稈長 開花期 複数 遺伝

子 効果 組 合わ 決定さ い こ う 一 形質 複数 遺伝子

座 決 定 さ い 場 合 そ 遺 伝 子 座 量 的 形 質 遺 伝 子 座 QTL 呼 ば

:対立遺伝子 こ あ 1 遺伝子座 い 存在 複数 DNA配列 こ

例えば あ 遺伝子 品種 うDNA配列 い

DNA ー ー育種:有用 QTL DNA ー ー 遺伝子型検定を行い 戻し交

配を繰 返 こ 母本系統 導入 こ こ をDNA ー ー育種 呼び

品種改良 い 一 有力 方法 い

学会発表名

(5)

山口 未来

1,

中村(荒木) 聡子

1,

伊藤 裕介

1,

篠原(大前) 梢

1,

松岡 信

1,

北野

英己

1,

春日 重光

2,

佐塚 隆志

1 (1

名古屋大生物機能開発利用研究センター, 2 信州大

農学部AFC) 日本育種学会第126回講演会(宮崎). 2014年9月26日(予定).

図1. 高バイオマス作物「ソルガム」のバイオリファイナリー利用

(6)

図3. 天高 高バイ ス 成 重要 6遺伝子座

(7)

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参照

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