Research Abstract

ダイコンのゲノムおよび太い根の形成と発達に関する網羅的な遺伝子発現プロファイル

The radish genome and comprehensive gene expression profile of tuberous root formation and development

2015年6月9日 Scientific Reports 5 : 10835 doi: 10.1038/srep10835

植物の貯蔵器官の形成および発達を分子レベルで調節する過程を理解することは、作物育種、食糧生産、および植物進化研究の各領域に寄与すると考えられる。本論文では、ダイコンRaphanus sativus var. hortensis(青首総太系ダイコン)の概要ゲノム配列のアノテーションおよび解析、ならびに根の発達過程におけるトランスクリプトーム解析の結果を示す。複数の次世代シーケンサーのデータを組み合わせたアセンブルにより、遺伝子を5万4357個含む合計383 Mb(N50スキャフォールド:138.17 kb) のダイコンゲノム配列が構築された。シンテニー解析および系統解析の結果、ダイコン属(Raphanus)とアブラナ属(Brassica)との分岐は全ゲノムの三倍化(WGT)と時期が重なると考えられ、WGTがアブラナ類(Brassiceae)作物の多様化を引き起こしたことが示唆された。さらにトランスクリプトーム解析の結果から、炭水化物の代謝に関連する遺伝子の機能および経路が、肥大中の根、とりわけ細胞分裂中の組織で顕著に活性化されていることがわかった。特に、ショ糖合成酵素(SUS1)の発現レベルは、根の肥大速度と相関していた。我々は、辛味成分の合成に関与する遺伝子群および転写因子も同定した。

Yuki Mitsui, Michihiko Shimomura, Kenji Komatsu, Nobukazu Namiki, Mari Shibata-Hatta, Misaki Imai, Yuichi Katayose, Yoshiyuki Mukai, Hiroyuki Kanamori, Kanako Kurita, Tsutomu Kagami, Akihito Wakatsuki, Hajime Ohyanagi, Hiroshi Ikawa, Nobuhiro Minaka, Kunihiro Nakagawa, Yu Shiwa & Takuji Sasaki

Corresponding Authors

三井 裕樹
東京農業大学 農学部 バイオセラピー学科

下村 道彦
三菱スペース・ソフトウエア株式会社

小松 憲治
東京農業大学 短期大学部 生物生産技術学科

Understanding the processes that regulate plant sink formation and development at the molecular level will contribute to the areas of crop breeding, food production and plant evolutionary studies. We report the annotation and analysis of the draft genome sequence of the radish Raphanus sativus var. hortensis (long and thick root radish) and transcriptome analysis during root development. Based on the hybrid assembly approach of next-generation sequencing, a total of 383 Mb (N50 scaffold: 138.17 kb) of sequences of the radish genome was constructed containing 54,357 genes. Syntenic and phylogenetic analyses indicated that divergence between Raphanus and Brassica coincide with the time of whole genome triplication (WGT), suggesting that WGT triggered diversification of Brassiceae crop plants. Further transcriptome analysis showed that the gene functions and pathways related to carbohydrate metabolism were prominently activated in thickening roots, particularly in cell proliferating tissues. Notably, the expression levels of sucrose synthase 1 (SUS1) were correlated with root thickening rates. We also identified the genes involved in pungency synthesis and their transcription factors.

「おすすめのコンテンツ」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度