イネとソルガムゲノムのシンテニー解析

• 担当機関: 農業生物資源研究所
• 研究期間: 1998～1998
• 発行年度: 1998
• 要約: イネとソルガムゲノム間の構造類似性（シンテニー）をイネDNAマーカーを用いて調べた結果、ソルガムゲノム全体の約70％がイネゲノムと共通であり、特にイネ第1染色体とソルガムG染色体には、広範囲にわたって類似したゲノム構造領域が存在し、38個のDNAマーカーが同一順序で配列していることが判明した。
• 背景・ねらい: 近年のDNAマーカーを用いた分子生物学的手法により、イネ科作物のゲノム間にはゲノム構造の類似した領域のあることが示唆されている。イネゲノムの成果を活用して飼料作物であるソルガムの遺伝地図作成を行い、イネとソルガムゲノム間の構造上の類似性を調べることは、ゲノムサイズが7億5千万塩基対とイネの約1.7倍の大きさをもつソルガムのゲノム解析において有効な手法になると思われる。ソルガムは、トウモロコシと並ぶイネ科の大型飼料作物で、日本においては九州を中心に約27,000ヘクタール栽培されており、耐病性、多収性、高品質化（消化性、嗜好性等の向上）、倒伏性の強化等の品種改良が望まれている。ソルガムゲノム（染色体数は10、A～Jで表されている）のDNAレベルでの解析およびそれらの情報の蓄積は、将来のソルガム育種に有効に利用できるものと思われる。

成果の内容・特徴

1. イネ由来のDNAマーカーは、ソルガムDNAに対しても非常によく結合することが判明した。
   
2. イネの発現遺伝子由来のDNAマーカーを使って、約600個のマーカーをもつソルガム遺伝地図の作成に成功した（図１）。
   
3. イネ遺伝地図とソルガム遺伝地図上の各DNAマーカーの位置の比較から、両ゲノム間には染色体レベルでの明確な類似性が認められ、遺伝地図レベルではソルガムゲノム全体の約70％がイネゲノムと共通した構造をもっていることが推定された（図２）。
   
4. イネ第1染色体とソルガムG染色体には非常によく似たゲノム構造領域が存在し、38個のDNAマーカーが同一順序で配列していることが判明した。このことは、この領域に存在するイネの遺伝子の多くをソルガムゲノムが有していることを示唆している。
   
5. 以上の結果から、イネゲノム解析で得られた成果は、ソルガムの遺伝子単離をはじめとするソルガムゲノム解析に有効に利用できることを示唆していると思われる。
   

• 成果の活用面・留意点: 本研究で得られた成果は、ソルガムで問題となっている病害の1つ、紋枯病抵抗性遺伝子の単離や育種目標である多収性・高品質・倒伏性の強化等の改良に利用できる。また、本成果はソルガムをはじめとする飼料作物のゲノム解析研究を飛躍的に加速させることが期待される。
• カテゴリ: 育種 飼料作物 ソルガム 多収性 DNAマーカー 抵抗性遺伝子 とうもろこし 品種改良