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F10 世代TE1488TE 2471

親B

5’ LTRStart

5’ LTR

Start.... ....

マメ科作物やイネなど、種子を収穫物とする作物の多くは自殖性（自家受粉し種子をつける）ですが、近 図1. ダイズの花（左）と縁種には他殖性のものがあります。これらの制御機構 自家受粉後の花粉管伸長を明らかにし、自殖性と他殖性を都合よく切り替えら （右）れるようにしたいと考え研究を行っています。

植物の有用遺伝子同定と育種利用～ 遺伝学とゲノム科学で植物育種に貢献する ～.... ....

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私たちは、主にマメ科植物やイネを研究材料とし、以下について研究を行っています。

F10世代のゲノム配列中に新規挿入が見つかった場合、特定のRIL系統に特異的な挿入（赤丸）は、その系譜でのみ起きた転移イベントを示唆する。一方、複数のRIL系統に共有されている挿入（青丸）は、F1個体で既に起きていた転移イベントを示唆する。

1. 植物の有性生殖過程

遺伝⼦外遺伝⼦内2913

2. トランスポゾン(動くDNA配列)とゲノム動態

Stop

Stop

3’ LTR

3’ LTR

1kb

⽇本晴ゲノム中での446TE2471

挿⼊位置

66TE1488315

謝辞
本研究はJSPS科研費（19K05967、23K05163）の助成を受け行った。

研究の目的、概要、期待される効果

Stop

転移した
LTRレトロト
ランスポゾンファミリー

H/T

3LTRout/T

H/T

3LTRout/T

H/T

3LTRout/T

次世代シーケンシング(NGS）データを用い、1塩基多型(SNPs)のような小規模配列多型解析に加え、転座や逆位のような比較的大きいゲノム構造多型の検出な 図4. NGSを用いたトランスポゾンの転移の網羅的検出ども駆使しています。
（イネ）

AAAHeorN03

B(Keibo12PA(UBra)

N03_64
BC3)

N12_137
BC1)

N05_53
B
C1-nA

sa

A

12A

ba

TE1488_1

AU

B(TTE1488_3

05

NTE2741_1

Aeor

N
Aeorebebebm

B

itomm

B

ito

ito

H

H

B

A

Am

N

03

B

(Keibo

U

B

(TH

H

PA

N03_03
B
C3)

TE
TE

T

3LTR out

N05_58B
C1-TA12)Aba

TE1488_2

eor

A

05

TE1488_4

N
Aeorebeb

B

itom

B

ito

H

H

WT allele

Insertion allele

TE1488による新規挿入4箇所、TE2741による新規挿入1箇所をPCRで検出した。TE1488については2つのRIL集団；N03とN05の中の4系統（N03_03,N03_64, N05_53, N05_58）の新規挿入を、TE2741についてはRIL集団のN12の中のN12_137系統の新規挿入を解析した。
プライマーの位置を示す模式図を右下に示した。各遺伝子座について、野生型アリル（新規挿入なし）はH/Tのプライマーペア、変異アリル（新規挿入あり）は3LTRout/Tのプライマーペアで、それぞれ増幅した。各RIL系統は後期世代の3個体、両親は2個体ずつを解析した。

図4. PCRによる新規挿入の検出※お問い合わせは 新潟大学地社会連携推進機構ワンストップカウンター まで onestop@adm.niigata-u.ac.jp

遺伝子密度

DNAの修飾やヒストンタンパク質の修飾パターンには、親から子に引き継がれるものがあり、これら塩基配列ではない遺伝情報をエピジェネティクスと呼びます。2で述べたトランスポゾン、1の有性生殖に関連し、植物におけるエピジェネティクス制御がどのように維G2のGlyma.14G187300転写産物における3’末端2エキソンの欠持され、あるいは不全化するのかを解析しています。

図3. 本解析で検出されたLTRレトロトランスポゾンの新規挿入箇所遺伝子の同定（ダイズ）

Start

ORF

ORF

新規挿⼊コピーの表1. TE1488とTE2471の遺伝⼦内への挿⼊

図5. TE1488とTE2741の構造

図2. in-situ ハイブリダイ
ゼーションによる胚発生制御遺伝子の発現解析（イネ）

遺伝子内への挿入頻度（表1）TE1488にくらべTE2741は遺伝子内に挿入する頻度が高かった。またTE1488については、日本晴ゲノム中に既に存在するコピーに比べ、新規転移コピーは遺伝子挿入頻度が高かった（いずれも有意差あり）。

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植物遺伝学、植物ゲノミクス、植物育種学

・特定の栽培植物が持つ興味深い形質を育種利用したいと考えておられる、会社や研究所、自治体など。

植物の遺伝学とゲノミクスを駆使して、栽培植物の有用形質を制御する遺伝子の同定と、その有効利用に貢献したいと考えています。

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専門分野

つながりたい分野（産業界、自治体等）

アピールポイント.....

植物遺伝育種学研究室

親A
親B
・GB集団で22個、GM集団で67個、計親A 親A
親親B
A 親B
親A
親B
・GB集団で22個、GM集団で67個、計・GB集団で22個、GM集団で67個、計・GB集団で22個、GM集団で67個、計・GB集団で22個、GM集団で67個、計89個の新規挿入を検出した。
89個の新規挿入を検出した。
89個の新規挿入を検出した。
89個の新規挿入を検出した。
89個の新規挿入を検出した。
・解析した全277系統のうち、216系統・解析した全277系統のうち、216系統・解析した全277系統のうち、216系統・解析した全277系統のうち、216系統・解析した全277系統のうち、216系統（78%）は新規挿入を持っていた。
F1雑種（78%）は新規挿入を持っていた。
（78%）は新規挿入を持っていた。
F1雑種（78%）は新規挿入を持っていた。
F1雑種（78%）は新規挿入を持っていた。
F1雑種F1雑種
1. 複数系統が共有する新規挿入
1. F1複数系統が共有する新規挿入「型転移」1. 複数系統が共有する新規挿入
1. 複数系統が共有する新規挿入 1. 複数系統が共有する新規挿入
F2世代「 F1型転移」「F2世代
F1型転移」「F1型転移」「 F1型転移」
F2世代 F2世代
F2世代
2. 特定系統のみが持つ新規挿入
F3世代
特定系統のみが持つ新規挿入
2.F3世代後代型転移」
2. 特定系統のみが持つ新規挿入「
2. 特定系統のみが持つ新規挿入 2. 特定系統のみが持つ新規挿入
F3世代 F3世代
F3世代「後代型転移」「後代型転移」「後代型転移」F4世代「後代型転移」F4世代 F4世代の両方が見られた。
F4世代
F4世代の両方が見られた。の両方が見られた。の両方が見られた。
F10 世代自然科学系 准教授
深井 英吾 FUKAI EigoとGlyma.14G187400の転写確認4. ゲノム解析による有用遺伝子同定

F10 世代F10 世代

トランスポゾンはゲノムの中を移動するDNA配列で 変異系統あり、ゲノム内在の変異源と言える存在です。普段動野⽣型かないトランスポゾンですが、交配がトランスポゾンが動くきっかけとなりうることを明らかにしました。 遺伝⼦構造 5’3’
この分子機構を明らかにすることで、交雑育種にトラ逆位点ンスポゾン活性化をプログラムしたいと考えています。 図3. NGSを用いたinversion (逆位)の検出による機能欠損

3. エピジェネティクス

農・食・バイオ

合計 89個の新規挿入を同定した
合計合計89個の新規挿入を同定した
合計 89個の新規挿入を同定した
合計 89個の新規挿入を同定した
89個の新規挿入を同定した

https://www.agr.niigata-u.ac.jp/~plantbreed/の両方が見られた。

写真

挿⼊位置
図1..RILs1粒種子法によるRIL集団構築
図におけるトランスポゾンの転移
TE1488TE2471. 1粒種子法によるRIL集団構築 RIL集団構築粒種子法による集団構築
図 .RIL
1粒種子法による
図 . 1粒種子法による RIL集団構築 図 . 1図F10 世代トランスポゾン（転移因子）、有性生殖、エピジェネティクス、種子、次世代シーケンシング（NGS）
キーワード

Widespread and transgenerational retrotransposon activation in inter- and intraspecies recombinant
inbred populations of Lotus japonicus （Plant J., 111(5):1397-1410. 2022）
ミヤコグサ由来のレトロトランスポゾンＬＯＲＥ１を用いた変異体植物の作製方法（特開2010-130926）

関連する
知的財産
論文 等

農学部 生物資源科学プログラム