「やや低アミロース」形質を効率的に選抜できる共優性マーカー

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要約

コムギの「やや低アミロース」形質を支配するBゲノム由来waxy 遺伝子(Wx-B1 )変異は、同遺伝子を含む約67kbpの欠失が原因と考えられる。同DNA情報を利用して作製された共優性マーカーは、「やや低アミロース」形質の効率的な選抜に活用できる。

  • キーワード:コムギ、やや低アミロース、  Wx-B1 遺伝子、DNAマーカー
  • 担当:東北農研・めん用小麦研究サブチーム
  • 連絡先:電話019-643-3514
  • 区分:東北農業・作物(冬作物)、作物
  • 分類:研究・普及

背景・ねらい

コムギの胚乳デンプン中のアミロース含量は、製麺・製パン適性に影響を与え、その含量が若干低い「やや低アミロース」になると 「うどん」の粘弾性(こし)が上がり、またパンに「しっとり感」を付与する効果があることが報告されている。このやや低アミロース形質は、コムギの3種のwaxy 遺伝子(Wx-A1 、B1 、 D1 )中のB1  の欠失変異(通称B欠)によって代表され、同変異の導入・選抜がDNAマーカーを用いて行われている。しかし、B欠変異の原因は、ゲノム上の同遺伝子を含 む大きな欠失に起因するため現在までに優性マーカーが開発されたのみであり、DNAマーカー選抜のさらなる効率化の点から共優性マーカーの開発が国内外か ら望まれていた。そこで、本研究では、Wx-B1 の欠失領域を同定すると同時に、その情報から共優性マーカーの開発を行う。

成果の内容・特徴

  • オオムギおよびヒトツブコムギの Wx 遺伝子を含むBACクローンの塩基配列比較から,同遺伝子5’上流の塩基配列の相同性は低く、3’下流6.6～7.0 kbp領域に麦類で相同性が高い領域が存在すると推察される。実際、普通系コムギのゲノムDNAの同領域は高い類似性を示す。
  • Wx-B1 遺伝子3’下流約6.5 kbpの配列を決定し、野生型Wx-B1 遺伝子の下流1.8 kbpに全長約3.6 kbpの機能未知遺伝子が存在することが判明(図1)。
  • Wx-B1 遺伝子3’下流の塩基配列情報より作製したプライマーを用いたゲノムウォーキングにより、Wx-B1 遺伝子下流域の欠失点は、上記機能未知遺伝子の一部を含む3872 bp下流に、一方上流の欠失点は、ヒトツブコムギのWx 遺伝子の5’上流約60kbpの位置に位置すると推定される。従って、B欠系統においては Wx-B1 遺伝子(約2.8 kbp)を含む約67 kbpの欠失が変異の原因と考えられる(図1)。
  • 欠失点上流下流配列とWx-B1 遺伝子配列を用いて作製された共優性マーカーは、Wx-B1 遺伝子欠失変異を持つヘテロ個体も選抜できる(表1、図2)。
  • 開発されたマーカーを用いることにより、日本国内および北米、オーストラリア等のコムギ育種事業で用いられているWx-B1 欠失変異体の変異は同じであることが判明し、本マーカーを選抜に用いることが可能である。

成果の活用面・留意点

  • 開発されたマーカーは、既存のWx-A1、D1 変異体同定用のマーカーと同じPCR条件で利用できる。
  • ヘテロ個体の選抜ができることから、本マーカーを連続戻し交配時に用いることで、より効率的な選抜が可能になる。
  • 本マーカーはK107 由来Wx-B1 変異と異なるWx-B1 変異には利用できない。

具体的データ

図1. Wx-B1遺伝子近傍配列の比較とプライマー位置.野生型,変異型Wx-B1遺伝子領域及びヒトツブコムギのWx遺伝子近傍配列を模式化

 

 

表1 Wx-B1遺伝子選抜用マーカーのプライマー配列と増幅サイズ

 

 

図2. PCRによるWx-B1遺伝子型の判定.

 

その他

  • 研究課題名:めん用小麦品種の育成と品質安定化技術の開発
  • 課題ID:311-b
  • 予算区分:基盤研究費
  • 研究期間:2005～2007年度
  • 研究担当者:中村俊樹、齊藤美香(日本製粉)、石川吾郎
  • 発表論文等:齊藤ら(2006)育種学研究 8:9-16