JP4452790B2 - 小麦の低分子量グルテニン遺伝子と連鎖するdnaマーカー検出用プライマーセット及びその使用 - Google Patents
小麦の低分子量グルテニン遺伝子と連鎖するdnaマーカー検出用プライマーセット及びその使用 Download PDFInfo
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Description
Takata et al. 2001, Breeding Sci 51:143-146 M. Ahmad, 2000,Theor. Appl. Genet. 101:892-896
(1) 配列番号1に示す塩基配列から成るオリゴヌクレオチドと、配列番号2に示す塩基配列から成るオリゴヌクレオチドとで構成される、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子と連鎖するDNAマーカーを検出することのできるプライマーセット。
(2) (1)に記載のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行うことにより増幅される、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子と連鎖するDNAマーカー。
(3) (1)に記載のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行い、(2)に記載のDNAマーカーが存在するか否かにより、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子の有無を識別する方法。
(4) (1)に記載のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行い、(2)に記載のDNAマーカーを指標として42kDa低分子量グルテニン遺伝子を有する小麦系統を選抜し、その後代において42kDa低分子量グルテニンを持つ種子を産する小麦系統を得ることを特徴とする、強力小麦系統の作出方法。
(5) (4)に記載の作出方法によって得られる、42kDa低分子量グルテニンを有することを特徴とする、強力小麦系統。
(6) (1)に記載のプライマーセットを含む、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子検出用キット。
本発明でいう「42kDa低分子量グルテニン」とは、等電点電気泳動とSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動との組み合わせである二次元電気泳動により分子量約42kDaおよび等電点約8.0以上にスポットとして分離され、N末端アミノ酸配列SHIPGLERPSを持ち、一遺伝子座に支配される複数のグルテニンのことをいう。
本発明のDNAマーカーは小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子と連鎖し、42kDa低分子量グルテニンが発現するときに現れるDNAのバンドをいう。具体的には、1.のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行うことによって得られ、かつアガロースゲル電気泳動にて約700bpにバンドパターンを呈するPCR産物をいう。本発明のDNAマーカーは、42kDa低分子量グルテニン遺伝子の有無の検出、42kDa低分子量グルテニン遺伝子を保有する小麦の判別、強力小麦系統の作出に利用できる。
本発明のプライマーセット又はキット、DNAマーカーは以下の態様で使用できる。
例えば、本発明によれば、1.に記載のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行い、2.に記載のDNAマーカーが存在するか否かにより、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子の有無を識別する方法が提供される。
(実施例1) プライマーセットの設計及びこれを用いた42kDa低分子量グルテニン遺伝子の検出
春播小麦品種 「春のあけぼの」は42kDa低分子量グルテニン遺伝子の対立遺伝子に支配される48kDa低分子量グルテニンを持つ。「春のあけぼの」の小麦粉の物性は、42kDa低分子量グルテニンを保有する「Glenlea」よりも弱い。まず、「春のあけぼの」と「Glenlea」に対して多型が現れるようなプライマーを検索した。ある組み合わせのプライマーで「春のあけぼの」と「Glenlea」に対してRT-PCRを行ったところ、それぞれよりサイズの異なる遺伝子が得られ、これらは共に低分子量グルテニン遺伝子に特異的な繰り返し配列を持っていたので、低分子量グルテニン遺伝子と考えられた。そのうち、「春のあけぼの」から得られた遺伝子の塩基配列は、既に報告されている低分子量グルテニン遺伝子(EMBL Data library accession no. Y17845)と99%の相同性を示した。この「春のあけぼの」由来の低分子量グルテニン遺伝子の塩基配列を参考にして20個の組み合わせのプライマーを作成し、「春のあけぼの」と「Glenlea」のDNAに対してゲノミックPCRを行ったところ、順方向プライマーHaruF1:5'-CCATCCAACAACAACCACACCA-3'(配列番号1)と逆方向プライマーHaruR0:5'-CCCGAGTTGCTGTTGTGACTGT-3'の組み合わせで多型が認められた。しかしながら、この組み合わせでは、「Glenlea」から増幅される産物がわずかであったため、HaruR0の3'側の塩基(T)を「Glenlea」からRT-PCRによって得られた遺伝子に一致するCに置換したプライマーHaruR1:5'-CCCGAGTTGCTGTTGTGACTGC-3'(配列番号2)を用いて、再度ゲノミックPCRを行ったところ、「Glenlea」における増幅産物が増加した。そこで、HaruF1及びHaruR1の組み合わせを用いて、「春のあけぼの」と「Glenlea」を交配して得られたB5F2世代の65個体についてPCRを行った。まず、種子の半粒からグルテニンタンパク質を抽出してSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により42kDa低分子量グルテニンおよび48kDa低分子量グルテニンの有無を確認し、残りの半粒の種子から展開した葉から簡易的にDNAを抽出し、これを鋳型としてPCRを行った。DNA抽出は、1.5ml容チューブに入れた幼葉8cm程度を液体窒素とガラスビーズを用いて粉砕し、80μlの0.25N水酸化ナトリウムを加えて30秒間煮沸し、次に80μlの0.25N塩酸、40μlのバッファー(0.5M Tris-HCl、0.25% IGEPAL CA-630、pH8.0)を加えて2分間煮沸して行った。PCRは2μlの10×PCRバッファー、0.8μlの2.5mM dNTP、1μlの1% IGEPAL、0.4μlの5μΜ各プライマー、1μlのDNA抽出液、0.08μl (0.4U)のAmpliTaq Gold (Applied Biosystems社製)を添加した20μlの反応系で行った。PCRのサイクルは、1サイクルを94℃で30秒、62℃で30秒、72℃で1分間とし、合計50サイクル行った。なお、この反応はGeneAmp PCR System 2400(Perkin-Elmer社製)を用いて行った。その結果、42kDa低分子量グルテニンを含む個体のすべてに対して約700bpのDNA断片が得られ、48kDa低分子量グルテニンを含む個体のすべてに対して約800bpのDNA断片が得られ、42kDaと48kDa低分子量グルテニンの両方を含むヘテロ個体のすべてに対して約800bpと約700bpの両方のDNA断片が得られた(図1)。この結果から、約700bpのDNA断片は42kDa低分子量グルテニンをコードする遺伝子に連鎖していることが示され、PCRにより簡便に42kDa低分子量グルテニンを含む小麦個体を判別できることが示された。なお、上記の約700bp(692bp)のDNA断片の塩基配列を配列番号3に示す。
秋播小麦系統「勝系32号」は5+10高分子量グルテニンおよび42kDa低分子量グルテニン遺伝子の対立遺伝子に支配される48kDa低分子量グルテニンを持ち、「勝系34号」は5+10高分子量グルテニン遺伝子の対立遺伝子に支配される2+12高分子量グルテニンおよび42kDa低分子量グルテニンを持つ。「勝系32号」の物性と「勝系34号」の物性は同程度である。「勝系32号」と「勝系34号」とを交配して得られたF6世代の79の組み換え型自殖系統(RIL)に対してプライマーHaruF1、HaruR1を用いてPCRを行った。まず、複数の種子からグルテニンタンパク質を抽出してSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動により42kDa低分子量グルテニンおよび48kDa低分子量グルテニンの有無を確認した。別の種子から展開した葉から実施例1と同じ方法でDNAを抽出し、これを鋳型としてPCRを行った。PCRは2μlの10×PCRバッファー、2μlの10×PCR enhancer、0.4μlの50mM硫酸マグネシウム、2μlの2.5mΜ dNTP、1μlの5μM各プライマー、1μlのDNA抽出液、0.5μl(1.25U)のPlatinum Pfx DNA polymerase (invitrogen社製)を添加した20μlの反応系で行った。PCRのサイクルは、1サイクルを94℃で15秒、60℃で30秒、68℃で1分間とし、合計45サイクル行った。なお、この反応はGeneAmp PCR System 2400(Perkin-Elmer社製)を用いて行った。その結果、42kDa低分子量グルテニンを含むRILのすべてに対して約700bpのDNA断片が得られ、48kDa低分子量グルテニンを含むRILのすべてに対して800bpのDNA断片が得られた(図2)。この結果からも、約700bpのDNA断片は42kDa低分子量グルテニンをコードする遺伝子に連鎖していることが示され、PCRにより簡便に42kDa低分子量グルテニンを含む小麦個体を判別できることが示された。
Claims (5)
- 配列番号1に示す塩基配列から成るオリゴヌクレオチドと、配列番号2に示す塩基配列
から成るオリゴヌクレオチドとで構成される、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子と
連鎖するDNAマーカーを検出することのできるプライマーセット。 - 請求項1に記載のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行うことにより増幅される、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子と連鎖するDNAマーカー。
- 請求項1に記載のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行い、
請求項2に記載のDNAマーカーが存在するか否かにより、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子の有無を識別する方法。 - 請求項1に記載のプライマーセットを用いて小麦より抽出したDNAに対してPCRを行い、
請求項2に記載のDNAマーカーを指標として42kDa低分子量グルテニン遺伝子を有する小麦系統を選抜し、その後代において42kDa低分子量グルテニンを持つ種子を産する小麦系統を得ることを特徴とする、強力小麦系統の作出方法。 - 請求項1に記載のプライマーセットを含む、小麦の42kDa低分子量グルテニン遺伝子検
出用キット。
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