［主要研究成果名］イネ染色体断片置換系統群の作出と穂形態形質の

［主要研究成果名］イネ染色体断片置換系統群の作出と穂形態形質の遺伝解析
［要
約］日本型品種「ササニシキ」の遺伝的背景に多収性インド型品種「ハバタキ」
の染色体断片を置換した系統群を作出し、一穂粒数などシンクサイズに関わ
る穂形態関連QTLを多数検出した。各QTLの効果は小さく、一穂粒数に対して
独立かつ相加的に作用することが明らかとなった。
［キ ー ワ ー ド］イネ、染色体断片置換系統群、シンクサイズ、穂形態、QTL、準同質遺伝子系
統
［担
当］農業生物資源研究所・QTLゲノム育種研究センター
［連
絡
先］029-838-7135
［分
類］知的貢献、技術開発
--------------------------------------------------------------------------------［背景・ねらい］
イネのシンクサイズ増加に重要な穂形態形質に関する遺伝学的研究はQTL解析手法の発
展に伴って数多く報告されている。しかしながら多収インド型品種と日本型品種の収量差
の要因とされる穂長や粒数の差を完全に説明できているとは言い難い。本研究では、日本
型品種「ササニシキ」の遺伝的背景にインド型品種「ハバタキ」の染色体断片を導入した
染色体断片置換系統群（CSSLs）を作出するとともに、それらを用いて穂形態関連QTLの網
羅的な検出を行った。さらに、検出されたQTLの集積によるシンクサイズ増大の可能性を
検討した。
［成果の内容・特徴］
１．日本型品種「ササニシキ」を遺伝的背景として、多収性インド型品種「ハバタキ」の
染色体断片を置換することでゲノムのほぼ全領域をカバーした 39 系統からなる染色
体断片置換系統群(CSSLs)を作出した（図１）。
２．CSSLsを用いて 5 つの穂形態形質（一穂粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、穂長および
一次枝梗長）について、ハバタキの対立遺伝子がシンクサイズを増加させるQTLを 21
箇所および減少させるQTLを 17 箇所検出した（図１）。それらのQTLは 2 ヵ年を通じ
てほぼ共通に検出され、第 11 染色体を除く全染色体に存在していた。
３．第 1 染色体の二次枝梗数を増加させるQTL（qSBN1）と第 6 染色体の一次枝梗数を増
加させるQTL（qPBN6）について準同質遺伝子系統（QTL-NILs）およびそれらの集積系
統を作出した（図２Ａ）。2 つのQTLは独立かつ相加的に働くことで一穂粒数を増加
させることが明らかとなった（図２Ｂ）。
［成果の活用上の留意点、波及効果、今後の展望等］
１．作出したCSSLsは、出穂期や稈長の変異が小さい恒久的な実験系統群であり、収量性
ばかりでなく他の形質の遺伝研究にも利用できる。
２．効果の大きなQTLは単独でもシンクサイズを増大させることができ、さらにはその集
積による相加効果も確認できたことから、検出されたQTLのピラミディングがシンク
サイズの改変に有効である。
３．CSSLsの種子は遺伝子型情報と合わせて農業生物資源研究所ゲノムリソースセンター
より入手できる（http://www.rgrc.dna.affrc.go.jp/jp/）。
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［具体的データ］
CSSLs No.
SL401
SL402
SL403
SL404
SL405
SL406
SL407
SL408
SL409
SL410
SL411
SL412
SL413
SL414
SL415
SL416
SL417
SL418
SL419
SL420
SL421
SL422
SL423
SL424
SL425
SL426
SL427
SL428
SL429
SL430
SL431
SL432
SL433
SL434
SL435
SL436
SL437
SL438
SL439
SN
PBN SBN
PBL
chr.1
B B B B
B
B B B
B B B B B B B B B
chr.2
PBL
B B B B B B B B B B B
chr.3
SBN
SN
PL
PBL
B B B B
B B B B H
H
SBN
B B B B B B
PBL
PBN(*
chr.6
chr.7
chr.8
chr.9
chr.10
SN
SBN
PBL
B B B B B
B
chr.12
H H
SN
B B B
SBN
B B B B B B B
SN
SBN
PBN
SBN
B B B B
B
SN
2005
B
SN
PBN
PL
PBL
B B B B B B B B
SN
SBN
PL
chr.11
H
B B B B
PBL(*
chr.5
B
B B B
SN
chr.4
B
SN
PL
PBL
PBL
B B B B B B
B B
B B B B B B B B
SBN
B B B B B
PBN
B B B B B B
B B B B B
SN
SBN
PBL
B B B B B
B B B
B
H
B
B B B B
PBN
B B
SN
PBN
PL
PBL
B
B
B B B B B B B
B B
B B
B B B B B B B B B B
B B B
PBL
B B B B B B B B
B
B B
PBL
B
SBN
SN
B B B
B B
SN
PBN
PL
2004
B
H
B B B B B B
SBN
PBL
H
H
PL
PBL
B B B B
B B B B B
SN
SBN
B
B
B B
B
SBN
B B B B H B B
B B B B B B B
PBN
PL
PBL
B B B
B B B B
SN
B B B
PBL
H
B B B B
PBL
B B B B B B B
B
PBN
B B B B B
SBN
B B
SBN
B B B
B B B B H H B B
B
B B B B B B B
SBN
図１ ササニシキとハバタキの染色体断片置換系統群のグラフ遺伝子型および2年間で検出した
穂形態関連QTL 左下は2004年の結果、右上は2005年の結果を示す。SNは一穂粒数、PBNは
一次枝梗数、SBNは二次枝梗数、PLは穂長、PBLは一次枝梗長を表す。赤枠で囲った領域は
２箇年で共通に検出されたQTLを表す。
A
SN
PBN
PBL
B
二次枝梗数 (SBN)
a
a
ササニシキ
NIL(PBN6)
b
NIL(SBN1 )
b
NIL(SBN1+PBN6)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
一次枝梗数 (PBN)
a
ササニシキ
b
NIL(PBN6)
a
NIL(SBN1)
b
NIL(SBN1+PBN6)
5.0
7.0
9.0
11.0
13.0
15.0
一穂籾数 (SN)
図２ （A)ササニシキ遺伝背景にハバタキ由来の2種類の穂形態関連
QTLを導入した準同質遺伝子系統（QTL-NILs）およびその集積
系統のグラフ遺伝子型（上）および穂形態（下）
（B）QTL-NILsおよびその集積系統の二次枝梗数、一次枝梗数
および一穂籾数に対する効果
a
ササニシキ
b
NIL(PBN6)
c
NIL(SBN1 )
d
NIL(SBN1+PBN6)
0
50
100
150
200
250
［その他］
研究課題名：遺伝子探索のためのイネ染色体断片置換系統群の作出と評価、イネの多収性関連形
質に関するDNAマーカー選抜技術の開発/イネシンクサイズに関与する遺伝子のマッピングとピラ
ミディング
予算区分：農水委託「DNAマーカー」、中期計画課題コード：A01、研究期間：2002～2006年度
農水委託「QTL」、中期計画課題コード：A01、研究期間：2005～2007年度
研究担当者：山本敏央、矢野昌裕、安藤露(農林水産先端研)、清水武彦(農林水産先端研)
発表論文等：
Ando T, Yamamoto T, Shimizu T, Ma X.F, Shomura A, Takeuchi Y, Lin S.Y, Yano M (2008) Genetic
dissection and pyramiding of quantitative traits for panicle architecture by using chromosomal segment
substitution lines in rice. Theoretical and Applied Genetics 116(6):881-890.
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