コムギの穂の部位ごとの着粒数を制御するQTLの同定と集積効果

• 担当機関: （国）農業・食品産業技術総合研究機構 作物研究部門
• 研究期間: 2016～2021
• 研究担当者: 水野信之; 石川吾郎; 小島久代; 藤郷誠; 乙部千雅子; 藤田雅也; 中村和弘
• 発行年度: 2021
• 要約: コムギの穂の頂部、中央部、端部それぞれの部位の着粒数には異なる量的形質遺伝子座(QTL)が関与する。各部位において粒数を増加させるアリルを集積することにより、一穂粒数及び一穂粒重が有意に増加させることができる。
• キーワード: コムギ、一穂粒数、部位ごと着粒数、QTL、遺伝子集積
• 背景・ねらい: 一穂粒数は収量を決める重要な形質の一つである。コムギの一穂粒数を決める遺伝子として、WAPO-A1とGNI-A1などが近年同定されつつあるが、少数の遺伝子座しか特定されておらず、一穂粒数を効率的に改良することが困難である。そこで、本研究では穂の部位ごとで着粒数が異なる「しゅんよう」と多収品種「きたほなみ」由来の半数体倍加系統(DH系統)を用いて、一穂粒数及び関連する形質についてQTL解析を行い、コムギの一穂粒数の改良に役立つ新たなQTLを同定する。
• 成果の内容・特徴: 1. 穂を小穂数に応じて頂部・中央部・端部に3分割した場合(図1)、各部位の粒数を決定する主要なQTLの染色体上の位置は異なる(図2)。中央部と端部ではそれぞれ既報のGNI-A1とWAPO-A1を含む領域にQTLが検出され、「きたほなみ」のアリルが粒数を増加させる。頂部ではこれまでに報告がない5A染色体と7A染色体にQTLが検出され、「しゅんよう」のアリルが粒数を増加させる。 ; 2. 穂の中央部と端部で寄与率の高いGNI-A1、WAPO-A1領域、及び頂部で寄与率の高い5A染色体領域にあるQTLについて、粒数を増加させるアリルを集積することにより、一穂粒数が有意に増加させることができる(図3A)。本アリルの集積では千粒重は変化しない(図3B)ため、一穂粒重は増加する(図3C)。
• 成果の活用面・留意点: 1. 穂を分割して解析することにより、一穂粒数では検出できなかったQTLを全シーズンで安定して検出できる。 ; 2. 穂の頂部で着粒数を増加させる「しゅんよう」のアリルを多収品種「きたほなみ」に導入することで、「きたほなみ」の一穂粒数を増加させることが可能となる。今後、生産力検定試験で確認する必要がある。
• 研究内容: https://www.naro.go.jp/project/results/5th_laboratory/nics/2021/nics21_s03.html
• カテゴリ: シカ 品種