ネギの発現遺伝子配列を活用したDNAマーカー

• 担当機関: （国）農業・食品産業技術総合研究機構 野菜茶業研究所
• 研究期間: 2011～2015
• 研究担当者: 塚崎光; 谷口成紀; 佐藤修正; 平川英樹; 片寄裕一; 金森裕之; 伊藤剛; 福岡浩之; 山下謙一郎; 執行正義; 若生忠幸
• 発行年度: 2015
• 要約: 次世代型DNAシーケンサーを用いて取得したネギの5.5万の独立遺伝子配列には、2,000以上のSSRが含まれるとともに、系統間の配列比較からDNA多型を検出することにより効率的にDNAマーカーを作成できる。
• キーワード: ネギ、発現遺伝子、DNAマーカー
• 背景・ねらい: ネギおよびタマネギはわが国で重要な野菜である。しかし、ゲノム情報の蓄積が乏しく、育種における効率的選抜技術の開発が遅れている。これまで、ネギゲノムDNAより単離した多数のSSRマーカーを用いて連鎖地図を作成してきた(Tsukazakiら2008,2008年普及成果情報)が飽和連鎖地図には至っていない。また、ゲノムDNA由来のSSRマーカーにはネギと同属のタマネギで利用できるものが少なく、両種のゲノム比較等のためには、発現遺伝子領域をターゲットとしたネギ類共通マーカーの開発が必要である。そこで、次世代型DNAシーケンサーを活用して複数のネギ系統から発現遺伝子配列を取得し、それらの系統間多型を利用して汎用性のあるDNAマーカーを開発する。

成果の内容・特徴

1. ロシュ社454 GS FLXシーケンサーを用いて得たネギ遺伝資源「北葱」自殖系統の135万のRNA断片配列、ならびにイルミナ社HiSeq 2000シーケンサーを用いて得たネギ3系統のRNA断片配列を統合・解析すると、54,903個の独立な遺伝子配列(ユニジーン)が推定される(表1)。これらの配列の解読結果の指標であるN50(得られた個々の配列の塩基数を大きい順に加算し、総塩基数の50%に達した際の塩基数)は1,109bpである。
2. これらの配列の10,668個は、公開またはかずさDNA研究所が独自に取得したタマネギ発現遺伝子配列(14,838個)と仮想的にオルソロガスな関係(同祖関係)であると推定される(データ省略)。
3. このユニジーンセットには2,396のSSR(単純反復配列)が含まれており、そのコア配列の組成はネギゲノムDNAより単離したSSR(gSSR)の組成と大きく異なる(表2)。また、任意に設計した395マーカーのネギ8系統における平均アリル数は2.37である(表3)。
4. ネギ「下仁田」自殖系統(F)および「赤ひげ」自殖系統(A)から取得した配列の比較により検出されるSNP(一塩基多型)やInDel(挿入欠失)領域を増幅させる特異的プライマーを設計することで、F-A分離集団において効率的に多型マーカーが得られる(図1、表3)。

成果の活用面・留意点

1. ネギユニジーンセットは塩基配列データベースDDBJから公開している(FX553726-608587, 657476-657516)。
2. タマネギEST配列と同祖関係にあるユニジーンを用いることで、ネギ類共通マーカーとしてタマネギとのゲノム比較等に利用できる。
3. これらのDNAマーカー等を用いて構築された連鎖地図情報は、野菜DNAデータベース(VegMarks,http://vegmarks.nivot.affrc.go.jp/VegMarks/jsp/index.jsp)で公開している。

• 研究内容: http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/vegetea/2015/vegetea15_s05.html
• カテゴリ: 育種 遺伝資源 たまねぎ データベース DNAマーカー ねぎ