日本で収集されたエリアンサスの遺伝学的特性の解明とSSRマーカーの開発

タイトル 日本で収集されたエリアンサスの遺伝学的特性の解明とSSRマーカーの開発
担当機関 (国研)国際農林水産業研究センター
研究課題名
研究期間 2011~2020
研究担当者 霍田 真一
寺島 義文
蝦名 真澄
小林 真
高橋 亘
発行年度 2017
要約 日本で収集されたエリアンサスは、染色体数に違いはないものの、温帯地域(九州以北)で収集された遺伝資源のDNA含量は、沖縄を含む熱帯・亜熱帯地域で収集された遺伝資源のそれより有意に高い。これらの遺伝資源は、SSRマーカーに基づく遺伝子型から、異なる分類群を形成する。
キーワード エリアンサス, バイオ燃料, サトウキビ育種, SSR, DNA含量
背景・ねらい エリアンサス(Erianthus arundinaceus)は南・東南アジアの熱帯・亜熱帯地域を中心に分布するC4型のイネ科永年性草類であり、属間雑種育種法によるサトウキビ改良のための遺伝資源として、また、草本系バイオ燃料の原料として注目されている。日本で収集されたエリアンサスは、最も高緯度地域に適応したエリアンサス遺伝資源として世界的にも注目されているが、それらの遺伝学的特性に関する研究蓄積は少ない。サトウキビやエリアンサスの遺伝・育種研究に資するため、これまで収集されたエリアンサスの遺伝学的特性を明らかにするとともに、SSRマーカーを開発する。
成果の内容・特徴
  1. DNA含量には収集地によって差が認められ、温帯地域(九州以北)で収集されたエリアンサス遺伝資源におけるDNA含量は、熱帯・亜熱帯地域(沖縄およびインドネシア)で収集されたエリアンサス遺伝資源のそれより有意に高い値を示す(図1、2)。
  2. 温帯地域で収集されたJW630と亜熱帯地域で収集されたJW4との間に染色体数の違いはなく、2n=60である(図1)。
  3. エリアンサスから開発された41種類のSSRマーカーのうち、39種類はエリアンサス遺伝資源において明瞭な増幅産物を生じ、これらの遺伝子型データから、日本で収集された遺伝資源26系統は、インドネシアで収集された3系統とは異なる分類群を形成する(図2)。
  4. 日本で収集されたエリアンサス遺伝資源は温帯地域で収集されたJW630を含むグループ(グループIa)と亜熱帯地域で収集されたJW4を含むグループ(グループIb)に細分化される(図2)。
  5. エリアンサス由来の39種類のSSRマーカーのうち、31種類はサッカラムコンプレックス(Saccharum complex)を構成する他の属(サトウキビ属、ススキ属およびナレンガ属)に適用可能である(図3)。
成果の活用面・留意点
  1. 本成果は、国内遺伝資源を基軸とした新たなエリアンサス品種育成における親系統選定のための基礎情報として利用できる。
  2. 他属に適用性のあるSSRマーカーは、サトウキビ×エリアンサス等の属間雑種識別マーカーとしての利用が可能である。
  3. 供試したエリアンサスは、国内遺伝資源から育成された品種・系統を含む。
  4. 収集地域間におけるDNA含量の違いは、本種の地理的拡散や生態的適応にともなうゲノム構造の変化に起因する可能性があり、今後詳細に解析する必要がある。
オリジナルURL https://www.jircas.go.jp/ja/publication/research_results/2017_b11
URL http://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3010029195
カテゴリ 亜熱帯 育種 遺伝資源 さとうきび 品種

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