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JP7328680B2 - DNA marker selection method for extremely early maturing gene on chromosome 7 of rice - Google Patents
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JP7328680B2 - DNA marker selection method for extremely early maturing gene on chromosome 7 of rice - Google Patents

DNA marker selection method for extremely early maturing gene on chromosome 7 of rice Download PDF

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特許法第30条第2項適用 一般社団法人日本育種学会第134回講演会要旨集(育種学研究第二十巻 別冊二号),第145頁,一般社団法人日本育種学会 発行日:平成30年9月22日Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies Abstracts of the 134th Lecture Meeting of the Japan Society of Breeding (Research on Breeding, Vol. 20, Separate Volume No. 2), p. September 22nd

特許法第30条第2項適用 一般社団法人日本育種学会第134回講演会 開催日:平成30年9月23日Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies General Incorporated Association Japan Society of Breeding 134th Lecture Date: September 23, 2018

特許法第30条第2項適用 第26回育種学会中部地区談話会講演要旨集,第13頁,一般社団法人日本育種学会中部地区談話会 発行日:平成30年10月28日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Abstracts of the 26th Chubu District Conference of the Japan Society of Breeding, p.

特許法第30条第2項適用 第26回育種学会中部地区談話会 開催日:平成30年10月28日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act The 26th Annual Conference of the Japan Society of Breeding, Chubu Region Date: October 28, 2018

特許法第30条第2項適用 ウェブサイトのアドレスhttps://www2.aeplan.co.jp/mbsj2018/ 掲載日:平成30年11月 9日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Website address https://www2. aeplan. co. jp/mbsj2018/ Publication date: November 9, 2018

特許法第30条第2項適用 第41回日本分子生物学会年会 開催日:平成30年11月28日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act The 41st Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan Date: November 28, 2018

特許法第30条第2項適用 一般社団法人日本育種学会第135回講演会要旨集(育種学研究第二十一巻 別冊一号),第158頁,一般社団法人日本育種学会 発行日:平成31年 3月16日 Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Summary of the 135th Lecture Meeting of the Japan Society of Breeding (Bedology Research Vol. 21, Separate Volume No. 1), p. March 16, 31

特許法第30条第2項適用 一般社団法人日本育種学会第135回講演会 開催日:平成31年 3月17日Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies The 135th lecture of the Japanese Society of Breeding Date: March 17, 2019

本発明は、極早生遺伝子e1およびe2、および該遺伝子の存在を判別するためのDNAマーカーを用いることを特徴とする極早生イネの選抜方法に関する。 The present invention relates to a method for selecting very early rice, which comprises using very early genes e1 and e2 and a DNA marker for determining the presence of the genes.

近年、台風の発生数および上陸数の増加や豪雨等、甚大な自然災害が相次いでおり、農林水産物の被害が増加している。このような自然災害を回避するための対策の1つとして、植物工場における制御下の生産が考えられている。しかし、生育期間が長いイネでは植物工場生産のコストが水田作の約7倍かかり、実際的ではない。 In recent years, the number of typhoons and landfalls has increased, and there have been a series of large-scale natural disasters such as torrential rains, and the damage to agricultural, forestry and fishery products is increasing. Controlled production in plant factories is considered as one of the measures to avoid such natural disasters. However, in the case of rice, which has a long growing period, the cost of plant factory production is about seven times that of paddy field cultivation, which is not practical.

一方、ライフサイクルの短い極早生品種として、コシヒカリのγ線照射で誘発された時無し性極早生変異体「関東79号」が知られている。発明者の以前の研究では、関東79号と原品種コシヒカリとの交雑F、Fにおける遺伝解析によって、コシヒカリの遺伝的背景で14日早生化させる劣性遺伝子が見出され、さらに、関東79号と十石との交雑F、Fにおける遺伝解析によって短稈遺伝子sd1と独立遺伝することが明らかにされた(例えば、非特許文献1、2)。しかし、該極早生遺伝子の詳細については解明されていない。 On the other hand, as an extremely early-maturing variety with a short life cycle, a timeless, extremely early-maturing mutant "Kanto No. 79" induced by γ-ray irradiation of Koshihikari is known. In the previous research of the inventor, genetic analysis of crosses F 2 and F 3 between Kanto No. 79 and the original variety Koshihikari revealed a recessive gene that accelerates maturity by 14 days in the genetic background of Koshihikari. Genetic analysis of crosses F 2 and F 3 between No. 1 and Tenkoku revealed that they are inherited independently of the short culm gene sd1 (for example, Non-Patent Documents 1 and 2). However, the details of the very early maturing gene have not been elucidated.

谷坂ら(1990) 水稲品種コシヒカリの半矮性突然変異系統北陸100号および関東79号の半矮性に関する遺伝子分析 人為突然変異の利用に関する育種学的研究XVIII.育種学雑誌 40/1:103-117Tanisaka et al. (1990) Semi-dwarf genetic analysis of semi-dwarf mutant lines Hokuriku No. 100 and Kanto No. 79 of rice cultivar Koshihikari. Journal of Breeding 40/1:103-117 Tomita, M.(2009)Introgression of Green Revolution sd1 gene into isogenic genome of rice super cultivar Koshihikari to create novel semidwarf cultivar ‘Hikarishinseiki’ (Koshihikari-sd1), Field Crops Research 114/2:173-181Tomita, M. (2009) Introgression of Green Revolution sd1 gene into isogenic genome of rice super cultivar Koshihikari to create novel semidwarf cultivar ‘Hikarishinseiki’ (Koshihikari-sd1), Field Crops Research 114/2:173-181

イネのライフサイクルを短縮して周年生産を可能にすれば、利用効率が上がり、コストが低減されて植物工場生産も可能になると考えられる。そこで、本発明は、極早生イネの開発を目指し、極早生遺伝子の解明を目的とした。 If the life cycle of rice is shortened and year-round production is possible, utilization efficiency will increase, costs will be reduced, and plant factory production will become possible. Therefore, the present invention aims at the development of extremely early-maturing rice, and aims at elucidation of the extremely early-maturing gene.

上記のような状況下、本発明者は、まず、関東79号由来の極早生遺伝子のマッピングを試みた。なお、本明細書では当該遺伝子を「e1」と称する。すなわち、関東79号と日本晴とを交雑し、Fで分離したe1ホモ型個体を用いて、DNAマーカーによるマッピングを行い、e1がイネの第7染色体の短腕末端から6.6~8.3Mbの領域に座乗していることを明らかにした。 Under the circumstances as described above, the present inventor first attempted to map the very early maturing gene derived from Kanto No. 79. The gene is referred to as "e1" in this specification. That is, Kanto No. 79 and Nipponbare were crossbred, and e1 homozygous individuals isolated in F2 were used for mapping with DNA markers. It has been shown to reside in a region of 3 Mb.

さらに、本発明者は、大粒品種「いのちの壱」からの極早生変異体「いのちの壱早生」とコシヒカリとを交雑し、極早生の性質を持つ雑種をコシヒカリへ戻し交雑して遺伝分析を行った。その結果、コシヒカリより約10日早生の極早生群とコシヒカリ型の中生群が約1:3に分離したことから、いのちの壱早生由来の極早生を支配する1個の対立遺伝子座を見出し、「e2」と命名した。さらに、DNAマーカーによるマッピングを行い、e2がイネの第7染色体の短腕末端から7.4~8.3Mbの領域に座乗していることを明らかにした。かくして、本発明が完成した。なお、本明細書中において、極早生に関する対立遺伝子座e1およびe2をそれぞれ、「e1遺伝子」および「e2遺伝子」または「極早生遺伝子e1」および「極早生遺伝子e2」とも称する。 Furthermore, the present inventor crossed Koshihikari with an extremely early-maturing mutant ``Inochi-no-Ichi-Wase'' from the large-grain variety ``Inochi-no-Ichi'', and backcrossed the hybrid with the extremely early-maturing property to Koshihikari for genetic analysis. went. As a result, the very early maturing group that matures about 10 days earlier than Koshihikari and the Koshihikari-type mesozoic group separated at a ratio of about 1:3. , named “e2”. Further, mapping with DNA markers revealed that e2 is located in a region of 7.4 to 8.3 Mb from the end of the short arm of chromosome 7 of rice. Thus, the present invention was completed. In the present specification, the allelic loci e1 and e2 relating to extremely early maturation are also referred to as "e1 gene" and "e2 gene" or "extremely early maturing gene e1" and "extremely early maturing gene e2", respectively.

すなわち、本発明は、
[1]イネの第7染色体の短腕末端からの距離6.6~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを検出することによって、e1遺伝子および/またはe2遺伝子の存在を判別することを特徴とする、極早生イネの選抜方法、
[2]イネの第7染色体の短腕末端からの距離6.8~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを検出することによってe1遺伝子の存在を判別することを特徴とする、[1]記載の方法、
[3]イネの第7染色体の短腕末端からの距離7.4~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを検出することによってe2遺伝子の存在を判別することを特徴とする、[1]記載の方法、
[4]DNAマーカーがRFLPマーカー、AFLPマーカー、SSRマーカー、STSマーカー、SNPマーカー、およびRAPDマーカーからなる群から選択される、[1]~[3]のいずれか1項記載の方法、
[5]DNAマーカーがRM21224、J1753、J1759、およびJ1763からなる群から選択される1つ以上である、[1]記載の方法、
[6]DNAマーカーがJ1753、J1759、およびJ1763からなる群から選択される1つ以上である、[2]記載の方法、
[7]DNAマーカーがJ1759およびJ1763からなる群から選択される1つ以上である、[3]記載の方法、
[8]極早生イネの作成方法であって、
(a)極早生イネと、極早生でないイネとを交雑させて、雑種種子を作成すること、
(b)該雑種種子を栽培して雑種イネ植物を作成すること、
(c)[1]~[7]のいずれか1項記載の方法により、該雑種植物から、極早生イネを選抜すること
を含む方法、
[9]極早生でないイネが短稈イネまたは大粒イネである、[8]記載の方法、
[10]イネの第7染色体の短腕末端からの距離7.4~8.3Mbの領域に座乗する、極早生遺伝子e2
を提供する。
That is, the present invention
[1] characterized by determining the presence of the e1 gene and/or the e2 gene by detecting a DNA marker present in a region at a distance of 6.6 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice A method for selecting extremely early-maturing rice,
[2] characterized by determining the presence of the e1 gene by detecting a DNA marker present in a region at a distance of 6.8 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice [1] described method,
[3] characterized by determining the presence of the e2 gene by detecting a DNA marker present in a region at a distance of 7.4 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice [1] described method,
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the DNA marker is selected from the group consisting of RFLP markers, AFLP markers, SSR markers, STS markers, SNP markers, and RAPD markers.
[5] The method of [1], wherein the DNA marker is one or more selected from the group consisting of RM21224, J1753, J1759, and J1763;
[6] The method of [2], wherein the DNA marker is one or more selected from the group consisting of J1753, J1759, and J1763;
[7] The method of [3], wherein the DNA marker is one or more selected from the group consisting of J1759 and J1763;
[8] A method for producing extremely early rice, comprising:
(a) crossing extremely early rice with non-extremely early rice to produce hybrid seeds;
(b) cultivating the hybrid seed to produce a hybrid rice plant;
(c) a method comprising selecting extremely early rice from the hybrid plant by the method according to any one of [1] to [7];
[9] The method according to [8], wherein the non-extremely early-maturing rice is a short-stalked rice or a large-grained rice.
[10] Very early maturing gene e2 located in a region at a distance of 7.4 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice
I will provide a.

本発明によれば、イネの第7染色体上にあるe1遺伝子およびe2遺伝子と連鎖しているDNAマーカーが同定される。該DNAマーカーを使用してe1遺伝子および/またはe2遺伝子の存在を判別することにより、極早生のイネ科植物を容易に選抜することができる。本発明によって、実際に試験個体を栽培し、評価する必要が大幅に減少し、種子や幼苗の時期においても標的遺伝子と連鎖するDNAマーカーを使用できるため、高い確率で標的遺伝子e1および/またはe2を有する個体を選抜することができる。かくして、極早生化によってイネのライフサイクルを短縮すれば、植物工場生産が可能になり、大型台風や豪雨などの気象変動による被害を回避することができる。また、イネを極早生化することによって、最も暑い8月の登熟を避け、登熟障害を抑えることもできる。 According to the present invention, DNA markers linked to the e1 and e2 genes on chromosome 7 of rice are identified. By determining the presence of the e1 gene and/or the e2 gene using the DNA marker, very early-maturing Poaceae plants can be easily selected. According to the present invention, the need for actually cultivating and evaluating test individuals is greatly reduced, and DNA markers linked to target genes can be used even at the stage of seeds and seedlings. can be selected for individuals with Thus, if the life cycle of rice is shortened by making it grow very early, plant factory production will become possible, and damage caused by weather changes such as large typhoons and heavy rains can be avoided. In addition, by making the rice grow very early, it is possible to avoid ripening in August, the hottest month, and to suppress ripening failure.

図1は、極早生遺伝子e1と、第7染色体上にあるSSRマーカーおよびSNPマーカーとの連鎖状況を示す。FIG. 1 shows the linkage status between the very early maturing gene e1 and the SSR and SNP markers on chromosome 7. FIG. 図2は、極早生遺伝子e2と、第7染色体上にあるSSRマーカーおよびSNPマーカーとの連鎖状況を示す。FIG. 2 shows the linkage status between the very early maturing gene e2 and the SSR and SNP markers on chromosome 7. FIG.

本発明において、イネとしては、Oryza sativa L.に属する種々の品種および系統を用いることができる。イネには、栽培種および野生種が含まれ、好ましくは栽培イネ、さらに好ましくはアジアイネ、特に好ましくは、ジャポニカ種のイネが使用される。 In the present invention, as rice, Oryza sativa L. can be used. Rice includes both cultivated and wild varieties, preferably cultivated rice, more preferably Asian rice, and particularly preferably japonica rice.

本発明において「極早生」とは、極早生の性質を有しないその原品種または極早生の性質を有しない交雑相手と比べて約10日早くまたは10日以上早く出穂することを意味する。例えば、栽培条件にもよるが、コシヒカリの遺伝的背景においてe1遺伝子をホモ型で有するイネ科植物は、コシヒカリよりも10日以上早く、例えば約14日早く出穂する。例えば、栽培条件にもよるが、コシヒカリの遺伝的背景においてe2遺伝子をホモ型で有するイネ科植物は、コシヒカリよりも約10日早く出穂する。 In the present invention, the term "extremely early maturing" means heading about 10 days earlier or 10 days earlier than its original cultivar that does not have the extremely early maturing property or its cross partner that does not have the extremely early maturing property. For example, depending on the cultivation conditions, a grass family plant having a homozygous e1 gene in the genetic background of Koshihikari heads 10 days or more earlier than Koshihikari, for example about 14 days earlier. For example, although depending on the cultivation conditions, a grass family plant having a homozygous e2 gene in the genetic background of Koshihikari heads about 10 days earlier than Koshihikari.

e1遺伝子は、コシヒカリのγ線照射で誘発された時無し性極早生変異体「関東79号」において見出された極早生に関する遺伝子である。本発明においては、e1の染色体位置を明らかにするために、日本晴と関東79号を交雑し、Fで分離したe1ホモ型個体を用いて、全染色体を網羅する31個のSSRとの連鎖解析を行った。その結果、e1遺伝子が第7染色体の短腕末端からの距離6.6~18.9Mbの領域に座乗していることが分かった。さらに3個のSNPマーカーを用いて詳細な連鎖解析を行った結果、e1遺伝子が第7染色体の短腕末端からの距離6.6~8.3Mbの領域に座乗していることが分かり、第7染色体短腕末端から6.8Mb付近でe1との最も強い連鎖が検出された。 The e1 gene is a gene related to extremely early maturity found in the timeless extremely early maturing mutant "Kanto No. 79" induced by γ-ray irradiation of Koshihikari. In the present invention, in order to clarify the chromosomal position of e1, Nipponbare and Kanto No. 79 were crossed, and e1 homozygous individuals separated in F2 were used to link with 31 SSRs covering all chromosomes. I did the analysis. As a result, it was found that the e1 gene is located in a region 6.6 to 18.9 Mb from the short arm end of chromosome 7. Furthermore, as a result of detailed linkage analysis using three SNP markers, it was found that the e1 gene is located in a region at a distance of 6.6 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7. The strongest linkage with e1 was detected around 6.8 Mb from the end of the short arm of chromosome 7.

e2遺伝子は、「いのちの壱」の極早生変異体「いのちの壱早生」において見出された極早生に関する新規な遺伝子である。具体的には、コシヒカリといのちの壱早生を交雑し、交雑Fで分離したコシヒカリより10日早く開花した最も早生(以後、極早生という)の個体を一回親、コシヒカリを反復親とする2回の戻し交雑を行い、コシヒカリに極早生形質を移入した同質遺伝子系統を育成するとともに、極早生に関する遺伝子解析を行った。その結果、BCおよびBCにおいて極早生型:コシヒカリ型=1:3に分離した。したがって、この極早生が1個の劣性極早生遺伝子によって支配されていることがわかった。この遺伝子を「e2」と命名した。 The e2 gene is a novel gene related to extremely early maturation found in the extremely early maturing mutant 'Inochi no Ichi Wase' of 'Inochi no Ichi'. Specifically, Koshihikari and Inochi no Ichi early maturing were crossed, and the earliest maturing (hereinafter referred to as extremely early maturing) individual that flowered 10 days earlier than Koshihikari isolated in cross F2 was used as the first parent, and Koshihikari was used as the recurrent parent. Backcrossing was performed twice, and an isogenic line was bred by transferring the extremely early maturing trait to Koshihikari. As a result, BC 1 F 2 and BC 2 F 2 were separated into very early type: Koshihikari type = 1:3. Therefore, it was found that this very early maturation is controlled by one recessive very early maturation gene. This gene was named "e2".

e1遺伝子とe2遺伝子の対立性を調べるため、「コシヒカリe1sd1系統」(関東79号と十石との交雑により作出した極早生・短稈同質遺伝子系統)と、「コシヒカリe2系統」(コシヒカリといのちの壱早生の交雑Fで分離した極早生個体をコシヒカリに1回戻し交雑した、e2ホモ型個体)とを検定交雑し、F個体を得た。該検定交雑Fでは、両親であるコシヒカリe1sd1系統およびコシヒカリe2系統の到穂日数が同程度であるのに対し(それぞれ、47.8日および49.0日)、両親よりかなり晩生で到穂日数がコシヒカリに相当する43~60日に至る個体が現れた。すなわち、e1とe2が非対立であることが分かった。 In order to examine the allele between the e1 gene and the e2 gene, the ``Koshihikari e1sd1 strain'' (extremely early maturity/short culm isogenic strain produced by crossing Kanto No. 79 with Tokkoku) and the ``Koshihikari e2 strain'' (Koshihikari and life (1) Early crossing ( F2 ) was backcrossed once to Koshihikari (e2 homozygous individual), and test crossing was performed to obtain F2 individuals. In the test cross F2 , the Koshihikari e1sd1 line and the Koshihikari e2 line, which are the parents, have similar number of days to heading (47.8 days and 49.0 days, respectively), whereas the number of days to heading is much later than that of the parents. Individuals with days ranging from 43 to 60 days corresponding to Koshihikari appeared. That is, it turned out that e1 and e2 are non-opposed.

e2の染色体位置を明らかにするために、日本晴またはコシヒカリといのちの壱早生を交雑し、Fで分離したe2ホモ型個体を用いて、全染色体を網羅する53個のSSRおよびSNPマーカーとの連鎖解析を行った。その結果、e2遺伝子は第7染色体短腕末端からの距離7.4~8.3Mbの領域に座乗していることが分かり、8.3Mb付近でe2との最も強い連鎖が検出された。 In order to clarify the chromosomal location of e2, Nipponbare or Koshihikari was crossed with Inochi no Ichiwase, and the e2 homozygous individual isolated in F2 was used to identify 53 SSR and SNP markers covering the entire chromosome. Linkage analysis was performed. As a result, the e2 gene was found to be located in a region 7.4 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7, and the strongest linkage with e2 was detected around 8.3 Mb.

したがって、本発明は、イネの第7染色体の短腕末端からの距離6.6~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを検出することによって、e1遺伝子および/またはe2遺伝子の存在を判別することを特徴とする、極早生イネの選抜方法(以下、「本発明の極早生イネの選抜方法」ともいう)を提供する。 Therefore, the present invention determines the presence of the e1 gene and/or the e2 gene by detecting a DNA marker present in a region at a distance of 6.6 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice. A method for selecting extremely early-maturing rice (hereinafter also referred to as "the method for selecting extremely early-maturing rice of the present invention") characterized by the following is provided.

「DNAマーカー」とは、遺伝分析のための目印(マーカー)として利用することができる、個体または系統によって塩基配列に違いが見られるDNA多型を意味し、例えば、RFLP(制限酵素DNA断片長多型)、AFLP(増幅断片長多型)、SSR(単純反復配列)、STS(配列タグ部位)、SNP(一塩基多型)、RAPD(ランダム増幅断片多型)などの種類がある。本発明においては、DNAマーカーがRFLPマーカー、AFLPマーカー、SSRマーカー、STSマーカー、SNPマーカー、およびRAPDマーカーからなる群から選択される1以上のマーカーを使用してもよい。DNAマーカーは、例えば、公開データベースから検索することができる。例えば、SNPマーカーのデータベースとしては、Q-TARO(QTL Annotation Rice Online)データベース(http://qtaro.abr.affrc.go.jp/)等がある。 "DNA marker" means a DNA polymorphism that can be used as a mark (marker) for genetic analysis and shows a difference in base sequence depending on individuals or strains. polymorphism), AFLP (amplified fragment length polymorphism), SSR (simple repeat sequence), STS (sequence tag site), SNP (single nucleotide polymorphism), RAPD (randomly amplified fragment polymorphism), and the like. In the present invention, one or more DNA markers selected from the group consisting of RFLP markers, AFLP markers, SSR markers, STS markers, SNP markers, and RAPD markers may be used. DNA markers can be retrieved, for example, from public databases. For example, databases of SNP markers include the Q-TARO (QTL Annotation Rice Online) database (http://qtaro.abr.affrc.go.jp/).

本発明において使用される「イネの第7染色体の短腕末端からの距離6.6~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカー」は、例えば、以下のような方法によって見出すことができる。e1遺伝子またはe2遺伝子を有する系統とe1遺伝子またはe2遺伝子を持たない系統との交雑Fを展開し、e1e1ホモ型またはe2e2ホモ型F個体から得たゲノムDNAに対し、特異的なパターンを示すイネの第7染色体上の短腕末端からの距離6.6~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを見出す。さらに、該特異的なパターンを示したDNAマーカーについて、組換え価を求め、低い組換え価、例えば組換え価30%、好ましくは20%、より好ましくは10%以内でe1遺伝子またはe2遺伝子と連鎖しているものDNAマーカーとして用いてもよい。なお、組換え価は以下の式によって求められる。
組換え価(%)=(組換え型配偶子数/全配偶子数)×100
The "DNA marker present in the region at a distance of 6.6 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice" used in the present invention can be found by, for example, the following method. A cross F2 between a line having the e1 gene or the e2 gene and a line not having the e1 gene or the e2 gene is developed, and a specific pattern is generated for the genomic DNA obtained from the e1e1 homozygous or e2e2 homozygous F2 individual . A DNA marker present in the region 6.6 to 8.3 Mb from the short arm end on chromosome 7 of rice shown is found. Furthermore, for the DNA markers showing the specific pattern, a recombination titer is determined, and a low recombination titer, for example, a recombination titer of 30%, preferably 20%, more preferably within 10% of the e1 gene or e2 gene. Those that are linked may be used as DNA markers. The recombination value is obtained by the following formula.
Recombination value (%) = (number of recombinant gametes/total number of gametes) x 100

またさらに、該特異的なパターンを示したDNAマーカーについて、戻し交雑によりゲノム置換率を求め、低い置換率、例えば50%以下の置換率のものをDNAマーカーとして用いてもよい。例えば、e1遺伝子またはe2遺伝子を持たない系統へのゲノム置換率が50%以下の遺伝子または染色体部位がDNAマーカーとして用いられる。 Further, the genome replacement rate may be determined by backcrossing the DNA markers showing the specific pattern, and those with a low replacement rate, for example, 50% or less, may be used as the DNA marker. For example, a gene or chromosomal site with a genome replacement rate of 50% or less to strains lacking the e1 or e2 gene is used as a DNA marker.

上記のe1遺伝子またはe2遺伝子を有する系統としては、例えば、関東79号、いのちの壱早生、関東79号またはいのちの壱早生の交雑植物、あるいは関東79号またはいのちの壱早生を祖先にもつ植物を用いることができる。上記のe1遺伝子またはe2遺伝子を持たない系統としては、限定するものではないが、例えば、コシヒカリ、日本晴等を用いることができる。 As a line having the e1 gene or the e2 gene, for example, a hybrid plant of Kanto No. 79, Inochi no Ichiwase, Kanto No. 79 or Inochi no Ichiwase, or a plant having Kanto No. 79 or Inochi no Ichiwase as an ancestor can be used. The above line without the e1 gene or the e2 gene is not limited, but for example, Koshihikari, Nipponbare, etc. can be used.

本発明において使用されるDNAマーカーは、イネの第7染色体の短腕末端からの距離が約6.6~8.3Mbの領域にあるマーカーである。例えば、第7染色体の短腕末端からの距離が約6.6~8.3Mb、好ましくは約6.8~8.3Mbの領域にあるDNAマーカーを用いてe1遺伝子の存在を判別してもよい。例えば、第7染色体の短腕末端からの距離が約7.4~8.3Mbの領域にあるDNAマーカーを用いてe2遺伝子の存在を判別してもよい。 The DNA marker used in the present invention is a marker located in a region about 6.6 to 8.3 Mb from the end of the short arm of rice chromosome 7. For example, the distance from the short arm end of chromosome 7 is about 6.6 to 8.3 Mb, preferably about 6.8 to 8.3 Mb DNA marker can be used to determine the presence of the e1 gene. good. For example, DNA markers in a region approximately 7.4-8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 may be used to determine the presence of the e2 gene.

本発明において用いられるDNAマーカーの例としては、限定するものではないが、RM21224、J1753、J1759、およびJ1763が挙げられる。RM21224はSSRマーカーである。J1753、J1759、およびJ1763は各々、イネの第7染色体の短腕末端から6.8Mb、7.4Mb、および8.3Mbの距離にあるSNPマーカーである。本発明においては、好ましくは、RM21224、J1753、J1759、およびJ1763からなる群から選択される1つ以上のDNAマーカーが用いられる。 Examples of DNA markers for use in the present invention include, but are not limited to, RM21224, J1753, J1759, and J1763. RM21224 is an SSR marker. J1753, J1759, and J1763 are SNP markers at distances of 6.8 Mb, 7.4 Mb, and 8.3 Mb from the short arm end of rice chromosome 7, respectively. In the present invention, preferably one or more DNA markers selected from the group consisting of RM21224, J1753, J1759 and J1763 are used.

本発明において、「検出」とは、上記DNAマーカーを検出するための当該分野で常套の方法を用いて実施すればよく、使用されるDNAマーカーの種類に応じて当業者が適当に選択することができる。例えば、PCR法、サザンブロッティング法、AFLP法などが挙げられる。 In the present invention, "detection" may be performed using a method commonly used in the art for detecting the above DNA marker, and a person skilled in the art can appropriately select according to the type of DNA marker used. can be done. Examples thereof include the PCR method, Southern blotting method, AFLP method and the like.

SSRマーカーの場合は、例えば、各SSRに特異的なプライマーを用いて、検体から抽出したDNAを鋳型とするPCRを行い、増幅産物の長さを検出することにより、検体が目的遺伝子を有するかを判断することができる。 In the case of SSR markers, for example, using primers specific to each SSR, PCR is performed using DNA extracted from the sample as a template, and the length of the amplified product is detected to determine whether the sample has the target gene. can be judged.

SNPマーカーの場合は、例えば、SNPアレルごとに特異的にハイブリダイズするプローブを設計し、該プローブの末端をSNPアレルごとに異なる蛍光色素およびクエンチャーで修飾し、該プローブより外側に設計したプライマーを用いてPCR法により検出することができる。該プライマーの伸長反応によってプローブが分解されて、蛍光色素とクエンチャーが離れることにより発せられる蛍光を測定することにより、アレル特異的な蛍光の増幅曲線を得、検体がどのSNPアレルを持つかを判断することができる。蛍光色素としては、限定するものではないが、例えば、FAM、HEX等が使用される。アレル特異的なプローブ、およびプライマーは、検体のゲノム情報に基づいて、当業者が適宜設計することができる。 In the case of SNP markers, for example, a probe that specifically hybridizes to each SNP allele is designed, the end of the probe is modified with a different fluorescent dye and quencher for each SNP allele, and a primer designed outside the probe can be detected by the PCR method using The probe is degraded by the extension reaction of the primer, and by measuring the fluorescence emitted when the fluorescent dye and the quencher are separated, an allele-specific fluorescence amplification curve is obtained to determine which SNP allele the sample has. can judge. Examples of fluorescent dyes include, but are not limited to, FAM, HEX, and the like. Allele-specific probes and primers can be appropriately designed by those skilled in the art based on the genomic information of the sample.

本発明の極早生イネの選抜方法は、例えば、新規の極早生イネを作出するための育種方法に利用される。かかる育種方法としては、当該分野で既知の一般的な方法が挙げられ、例えば、e1遺伝子またはe2遺伝子を有する品種と他の品種を交雑させることを特徴とする方法が挙げられる。したがって、本発明は、さらに、極早生イネの作成方法であって、
(a)極早生の形質を有するイネと、極早生の形質を有しないイネとを交雑させて、雑種種子を作成すること、
(b)該雑種種子を栽培して雑種イネ植物を作成すること、および
(c)本発明の極早生イネの選抜方法により、該雑種植物から、極早生イネを選抜すること、
を含む方法(以下、「本発明の極早生イネの作成方法」ともいう)を提供する。
The method for selecting extremely early-maturing rice plants of the present invention is used, for example, in breeding methods for producing new extremely early-maturing rice plants. Such breeding methods include general methods known in the art, such as methods characterized by crossing a cultivar having the e1 gene or the e2 gene with another cultivar. Accordingly, the present invention further provides a method for producing extremely early rice, comprising:
(a) crossing a rice plant having the very early maturing trait with a rice plant not having the very early maturing trait to produce hybrid seeds;
(b) cultivating the hybrid seed to prepare a hybrid rice plant; and (c) selecting an extremely early rice plant from the hybrid plant by the method for selecting an extremely early rice plant of the present invention;
(hereinafter also referred to as "method for producing extremely early rice of the present invention").

本発明の極早生イネの作成方法において、極早生の形質を有するイネとしては、例えば、関東79号、いのちの壱早生、関東79号またはいのちの壱早生の交雑植物、あるいは関東79号またはいのちの壱早生を祖先にもつ植物を用いることができる。極早生の形質を有しないイネとしては、例えば、e1遺伝子およびe2遺伝子を持たない品種が用いられる。e1遺伝子およびe2遺伝子を持たない品種としては、限定するものではないが、例えば、コシヒカリ、日本晴等が挙げられる。また、e1遺伝子およびe2遺伝子を持たない品種は、sd1、d60等の短稈遺伝子を有する短稈イネや、Gg等の大粒遺伝子を有する大粒イネであってもよい。 In the method for producing extremely early rice plants of the present invention, rice plants having extremely early maturing traits include, for example, Kanto No. 79, Inochi no Ichiwase, Kanto No. 79 or Inochi no Ichiwase hybrid plants, or Kanto No. 79 or Inochi It is possible to use plants that have early maturity as ancestors. As the rice that does not have the extremely early maturity trait, for example, a cultivar that does not have the e1 gene and the e2 gene is used. Varieties lacking the e1 gene and the e2 gene include, but are not limited to, Koshihikari, Nipponbare, and the like. In addition, the cultivar lacking the e1 gene and the e2 gene may be short-culm rice having short-culm genes such as sd1 and d60, or large-grain rice having large-grain genes such as Gg.

本発明の極早生イネの作成方法の具体例としては、
(a’)極早生の形質を有するイネと、極早生の形質を有しないイネとを交雑させて、Fを作成すること、
(b’)Fと前記極早生の形質を有しないイネとを交雑させること、
(c’)本発明の極早生イネの選抜方法により、該雑種植物から、極早生イネを選抜すること、および
(d’)工程(c’)によって選抜された植物と、前記極早生の形質を有しないイネとを交雑させること
を含む方法が挙げられる。上記工程(c’)および(d’)は繰り返してもよい。
As a specific example of the method for producing extremely early rice of the present invention,
(a′) crossing a rice plant having the very early maturing trait with a rice plant not having the very early maturing trait to produce F1 ;
(b') crossing F1 with a rice plant that does not have the very early maturity trait;
(c') selecting an extremely early rice plant from the hybrid plant by the method for selecting an extremely early rice plant of the present invention; A method comprising crossing with rice that does not have Steps (c') and (d') above may be repeated.

本発明の極早生イネの作成方法の別の具体例としては、
(a’’)極早生の形質を有するイネと、極早生の形質を有しないイネとを交雑させて、Fを作成すること、
(b’’)Fを同系交配させてFを作成すること、および
(c’’)本発明の極早生イネの選抜方法により、該雑種植物から、極早生イネ植物を選抜すること
を含む方法が挙げられる。上記工程(b’’)および(c’’)は繰り返してもよい。
Another specific example of the method for producing extremely early-maturing rice of the present invention is as follows.
(a'') crossing a rice plant having the very early maturing trait with a rice plant not having the very early maturing trait to create F1 ;
(b'') inbreeding F1 to create F2 , and (c'') selecting an extremely early rice plant from the hybrid plant by the method for selecting an extremely early rice plant of the present invention. A method comprising: The above steps (b'') and (c'') may be repeated.

本発明の極早生イネの作成方法では、e1遺伝子またはe2遺伝子と連鎖するDNAマーカーを利用するので、所望の植物を高い確率で、かつ、容易に選抜することができる。また、このようなDNAマーカーを用いた育種では、比較的少ない個体数を栽培すればよく、また、種子や幼苗という早い時期においても選抜できるため、効率がよい。 In the method for producing extremely early rice plants of the present invention, a DNA marker linked to the e1 gene or the e2 gene is used, so desired plants can be easily selected with high probability. In addition, breeding using such DNA markers is efficient because only a relatively small number of individuals can be cultivated and selection can be made at an early stage such as seeds and young seedlings.

本発明は、さらに、新規の極早生遺伝子e2を提供する。e1遺伝子またはe2遺伝子を用いれば、極早生イネの選抜、育種を可能とするだけでなく、イネに直接導入して新規な極早生品種を開発することも可能となる。 The present invention further provides a novel very early maturing gene e2. The use of the e1 gene or e2 gene not only enables the selection and breeding of extremely early rice, but also allows direct introduction into rice to develop new extremely early varieties.

実施例1:極早生遺伝子e1のマッピング
関東79号と日本晴を交雑し、交雑F 313個体において、出穂日が関東79号の出穂期の平均値付近に分布する極早生群と、出穂日がそれより遅い中生群が出現し、65極早生型(e1ホモ型):248中生型(E1ホモ+E1e1型)≒1:3に分離した(χ=2.991, 0.05<P<0.10)。該Fで分離した出穂期が関東79号型のe1ホモ型39個体を供試して、関東79号/日本晴間で多型を示し、かつ、イネの全染色体を網羅するように選んだ31個のSSRマーカーを用いて、e1との連鎖解析を行った。
Example 1: Mapping of extremely early maturing gene e1 Kanto No. 79 and Nipponbare were crossed, and in 313 crossed F 2 individuals, a very early maturing group whose heading date is distributed around the average value of the heading date of Kanto No. 79 and a heading date of A later mesozoic group appeared and separated into 65 very early (e1 homozygous): 248 mesozoic (E1 homozygous + E1e1 type) ≈ 1:3 (χ 2 =2.991, 0.05<P <0.10). Thirty-nine individuals of e1 homozygous type Kanto No. 79 type segregated in F2 were tested, and selected so that polymorphism was shown between Kanto No. 79/Nihonbare and all chromosomes of rice were covered. Linkage analysis with e1 was performed using 2 SSR markers.

で分離した出穂期が関東79号型のe1ホモ型39個体の葉から、常法にしたがいゲノムDNAを抽出した。簡単に言うと、-80℃で保存しておいた葉をセラミックビーズ(YTZビーズ)が入った2ml粉砕専用チューブ(CK28)に入れ、液体窒素に浸漬して1分間凍結した。ビーズ式高速細胞破砕装置(Precellys24,bertin)で、5000rpmで20秒回転させた後、取り出して再び液体窒素に浸漬凍結し、もう一度5000rpmで20秒間回転させて葉を粉砕した。粉砕した葉に2×CTABを500μL注入し、55℃の恒温槽で30分間インキュベートした。クロロホルム/イソアミルアルコール(24:1)を500μL注入し、15分間振とうさせた後、5000rpmおよび4℃で10分間遠心し、上澄みをオートクレーブで滅菌済みの1.5mlチューブに分取した。これに3M酢酸ナトリウム(pH7.8)を50μL、およびイソプロパノールを500μL加え、DNAを凝集させた。これを5000rpmおよび4℃で10分間遠心して沈殿させ、上澄みを捨てて、70%エタノールを300μL入れ、5000rpmおよび4℃で10分間遠心した。遠心後、上澄みを捨て、風乾させ、滅菌ミリQ水100μLでDNAを溶かし、DNAを抽出した。 Genomic DNA was extracted from leaves of 39 e1 homozygous individuals of Kanto No. 79 at the heading stage isolated in F2 according to a conventional method. Briefly, leaves stored at −80° C. were placed in a 2 ml crushing tube (CK28) containing ceramic beads (YTZ beads) and immersed in liquid nitrogen for 1 minute to freeze. After being spun at 5000 rpm for 20 seconds with a bead-type high-speed cell disruptor (Precellys 24, bertin), the leaves were taken out, immersed in liquid nitrogen again, frozen, and spun again at 5000 rpm for 20 seconds to pulverize the leaves. 500 μL of 2×CTAB was injected into the pulverized leaves and incubated in a constant temperature bath at 55° C. for 30 minutes. 500 μL of chloroform/isoamyl alcohol (24:1) was injected, shaken for 15 minutes, centrifuged at 5000 rpm and 4° C. for 10 minutes, and the supernatant was dispensed into autoclaved sterilized 1.5 ml tubes. To this, 50 μL of 3M sodium acetate (pH 7.8) and 500 μL of isopropanol were added to aggregate the DNA. This was centrifuged at 5000 rpm and 4° C. for 10 minutes to precipitate, the supernatant was discarded, 300 μL of 70% ethanol was added, and the mixture was centrifuged at 5000 rpm and 4° C. for 10 minutes. After centrifugation, the supernatant was discarded, air-dried, and the DNA was dissolved in 100 μL of sterilized Milli-Q water to extract the DNA.

抽出した各F植物体由来のDNAサンプルを鋳型にして、表1の組成でPCR反応を行った。PCRプログラムは、95℃2分間で熱変性させた後、熱変性95℃30秒、アニーリング50℃30秒、伸長反応72℃30秒を35サイクル行った。PCR産物を2%アガロースゲルで100Vで45分間電気泳動した。 Using the extracted DNA sample derived from each F2 plant as a template, a PCR reaction was performed with the composition shown in Table 1. The PCR program consisted of heat denaturation at 95°C for 2 minutes, followed by 35 cycles of heat denaturation at 95°C for 30 seconds, annealing at 50°C for 30 seconds, and extension reaction at 72°C for 30 seconds. PCR products were electrophoresed on a 2% agarose gel at 100 V for 45 minutes.

Figure 0007328680000001
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Figure 0007328680000002
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その結果、第7染色体上のSSRマーカーとの連鎖が認められ、e1が第7染色体上に座乗することが分かった。そこで、さらに、e1との有意な連鎖が検出された第7染色体の短腕末端から6.6~18.9Mb領域において、関東79号/日本晴間で多型を示す3個のSNPマーカーを用いて詳細な連鎖解析を行った。 As a result, linkage with the SSR marker on chromosome 7 was observed, and e1 was found to be located on chromosome 7. Therefore, furthermore, in the 6.6 to 18.9 Mb region from the short arm end of chromosome 7 where significant linkage with e1 was detected, three SNP markers showing polymorphism between Kanto No. 79 and Nipponbare were used. detailed linkage analysis was performed.

SNPマーカーは、アレルごとにFAMおよびHEXで標識したTaqManプローブを設計して、TaqManプローブ法によって検出した。第7染色体短腕末端からの距離6.8Mb、7.4Mbおよび8.3Mbに位置し、関東79号と日本晴間で多型を示す3か所のSNP[J1753(6.8Mb)、J1759(7.4Mb)、J1763(8.3Mb)]について、1塩基だけが異なるSNPアレルにそれぞれ特異的にハイブリダイズするプローブを設計し、それぞれ異なる蛍光色素FAMおよびHEXで標識した(表3-1)。こうして作製されたTaqManプローブは、それより外側に設計したプライマー(表3-2)の伸長反応によって分解されて、蛍光色素とクエンチャー(BHQ-1)が離れると発光する。このアレル特異的な蛍光の増幅曲線によってどちらのSNPアレルを持つかを判断した。 SNP markers were detected by the TaqMan probe method by designing FAM- and HEX-labeled TaqMan probes for each allele. Three SNPs [J1753 (6.8 Mb), J1759 ( 7.4 Mb), J1763 (8.3 Mb)], probes that specifically hybridize to SNP alleles differing by only one base were designed and labeled with different fluorescent dyes FAM and HEX, respectively (Table 3-1). . The TaqMan probe thus prepared is cleaved by the extension reaction of the outer designed primer (Table 3-2), and emits light when the fluorescent dye and quencher (BHQ-1) are separated. It was determined which SNP allele was possessed by this allele-specific fluorescence amplification curve.


表中、一塩基多型を下線で示す。

In the table, single nucleotide polymorphisms are underlined.

Figure 0007328680000004
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上記の抽出したDNAサンプルを用いて、SNP解析を行った。SNP解析は、SSo Advanced Universal Probes Supermix(BIO-RAD,USA)10μL、フォワードプライマー1μL、リバースプライマー1μL、プローブFAM0.4μL、プローブHEX0.4μL、DNAサンプル2μL(100ng)、滅菌水5.2μLを含む反応液で、95℃3分間熱変性させた後、95℃15秒、64.2℃30秒で40サイクルのPCR反応を行い、蛍光を検出した。 SNP analysis was performed using the DNA sample extracted above. SNP analysis contains 10 μL SSo Advanced Universal Probes Supermix (BIO-RAD, USA), 1 μL forward primer, 1 μL reverse primer, 0.4 μL probe FAM, 0.4 μL probe HEX, 2 μL DNA sample (100 ng), 5.2 μL sterile water. After heat denaturation with the reaction solution at 95°C for 3 minutes, PCR reaction was performed at 95°C for 15 seconds and 64.2°C for 30 seconds for 40 cycles to detect fluorescence.

第7染色体上の各DNAマーカーとe1遺伝子との組換え価を算出したところ、短腕末端から4.1Mb地点のRM8010で23.0%、6.6Mb地点のRM21224で6.4%、6.8Mb地点のJ1753で3.8%、7.4Mb地点のJ1759で5.1%、8.3Mb地点のJ1763で5.1%、18.9Mb地点のRM3300で27.2%となった(図1)。したがって、e1遺伝子を第7染色体上にマッピングすることができ、e1遺伝子は、第7染色体短腕末端から6.6Mb~8.3Mbの領域にあるDNAマーカーと連鎖することがわかった。特に、第7染色体短腕末端から6.8Mb地点でe1遺伝子との最も強い連鎖が検出された。 When the recombination value between each DNA marker on chromosome 7 and the e1 gene was calculated, it was 23.0% for RM8010 at the 4.1 Mb point from the short arm end, 6.4% for RM21224 at the 6.6 Mb point, and 6.4%. 3.8% at J1753 at 8 Mb, 5.1% at J1759 at 7.4 Mb, 5.1% at J1763 at 8.3 Mb, and 27.2% at RM3300 at 18.9 Mb ( Figure 1). Therefore, the e1 gene could be mapped onto chromosome 7, and the e1 gene was found to be linked to DNA markers in the region 6.6 Mb to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7. In particular, the strongest linkage with the e1 gene was detected at 6.8 Mb from the short arm end of chromosome 7.

実施例2:極早生遺伝子e2の検出
(1)いのちの壱早生の遺伝子解析
コシヒカリといのちの壱早生を交雑し、交雑Fで分離したコシヒカリより10日早生の個体を一回親にして、コシヒカリを反復親とする戻し交雑を行った。その結果、BCおよびBCにおいて、コシヒカリより10日早生の極早生群とコシヒカリ型の中生群がそれぞれ、18極早生型:79中生型≒1:3および16極早生型:56中生型≒1:3の2頂性に分離した。したがって、いのちの壱早生の極早生が1個の極早生遺伝子に支配されていることがわかった。この遺伝子をe2と名付けた。
Example 2: Detection of extremely early maturing gene e2 (1) Genetic analysis of Ichi no Ichi early maturity of life Koshihikari and Ichi no Ichi early maturity of life were crossed, and an individual that matured 10 days earlier than Koshihikari separated by cross F2 was used as a parent once, Backcrossing was performed with Koshihikari as the recurrent parent. As a result, in BC 1 F 2 and BC 2 F 2 , the extremely early maturing group that matured 10 days earlier than Koshihikari and the Koshihikari type intermediate group were 18 extremely early: 79 intermediate ≒ 1: 3 and 16 extremely early. Type: 56 mesomorphs≅1:3 separated bimodally. Therefore, it was found that the very early maturity of the 1 early maturity of life is controlled by one very early maturity gene. This gene was named e2.

(2)e2とe1との対立性検定
関東79号に由来し、14日早生化させる極早生遺伝子e1といのちの壱早生の極早生遺伝子e2との対立性を調べるため、e1を持つコシヒカリの同質遺伝子系統「コシヒカリe1sd1」と、コシヒカリ×いのちの壱早生の交雑Fで分離した極早生型個体を一回親にしてコシヒカリを反復親とする戻し交雑BCで分離したe2ホモ型個体「コシヒカリe2系統」との交雑Fを供試した。コシヒカリe1sd1は、非特許文献2に記載のとおりに育成した。
(2) Allele test between e2 and e1 In order to examine the allele between the extremely early maturing gene e1 that is derived from Kanto No. 79 and causes early maturity by 14 days and the extremely early maturing gene e2 of Inochi no Ichi early maturing, Koshihikari rice with e1 was tested. The isogenic line "Koshihikari e1sd1" and the e2 homozygous type isolated by backcrossing BC 1 F 2 with Koshihikari as the recurrent parent and the extremely early maturing type individual isolated in the cross F 2 of Koshihikari x Inochi no Ichi Wase as a single parent. A cross F2 with an individual "Koshihikari e2 strain" was tested. Koshihikari e1sd1 was grown as described in Non-Patent Document 2.

簡単に言うと、短稈遺伝子sd1を持つコシヒカリの同質遺伝子系統(コシヒカリsd1)を育成する過程で、関東79号×十石の交雑F 100個体から個体別の次代F系統を育成し、出穂期が関東79号型の極早生、コシヒカリ型の中生でそれぞれ固定するとともに、稈長については十石由来のsd1ホモ型で固定した系統を獲得した。このうち、コシヒカリsd1×関東79号のFで固定したe1sd1ホモ型個体を一回親、コシヒカリを反復親とする戻し交雑BCにおいて、極早生型(e1ホモ型):中生型(E1ホモ+E1e1型)≒1:3に分離し、かつ極早生群、中生群において短稈型(sd1ホモ型):長稈型(Sd1ホモ+Sd1sd1型)≒1:3に分離した。以上のようにして、コシヒカリより10日早生で30cm短稈化した極早生・短稈同質遺伝子系統「コシヒカリe1sd1」を育成した。 Briefly, in the process of cultivating a Koshihikari isogenic line (Koshihikari sd1) having a short culm gene sd1, a next-generation F3 line for each individual was nurtured from 100 Kanto No. 79 x Tenkoku cross F2 individuals, We obtained a line in which the heading date was fixed to the Kanto No. 79 type, which was extremely early, and the Koshihikari type, which was middle maturing, and the culm length was fixed to the sd1 homozygous type derived from Tenkoku. Of these, in the backcross BC 1 F 2 with the e1sd1 homozygous individual fixed at F3 of Koshihikari sd1 × Kanto No. 79 as a single parent and Koshihikari as a recurrent parent, very early maturing type (e1 homotype): mid-life type (E1 homozygote + E1e1 type) ≈ 1:3, and short-culm type (sd1 homozygous type): long-culm type (Sd1 homozygous + Sd1sd1 type) ≈ 1:3 in the extremely early and intermediate groups. As described above, a very early maturing/short culm isogenic line 'Koshihikari e1sd1' was bred from Koshihikari by 10 days early and with a short culm of 30 cm.

上記コシヒカリe1sd1系統とコシヒカリe2系統との検定交雑Fでは、その両親の平均到穂日数がそれぞれ47.8日(コシヒカリe1sd1系統)および49.0日(コシヒカリe2系統)と同程度であったのに対し、43日から両親より晩生で60日に至る個体が現れた。したがって、e1とe2が非対立であることが分かった。すなわち、両親の遺伝子型がe1e1E2E2およびE1E1e2e2であるため、Fで両遺伝子座で優性アレルを持つ遺伝子型が晩生となって2頂性に13早生(1e1e1(1E2E2:2E2e2:1e2e2):(1E1E1:2E1e1)1e2e2:(1E1E1:2E1e1)2E2e2):3晩生(1E1E1E2E2:2E1e1E2E2)に分離した。 In the test cross F2 of the Koshihikari e1sd1 line and the Koshihikari e2 line, the average number of days to head of the parents was 47.8 days (Koshihikari e1sd1 line) and 49.0 days (Koshihikari e2 line), respectively. On the other hand, from the 43rd day, an individual that lived later than the parents and reached the 60th day appeared. Therefore, it turned out that e1 and e2 are non-conflicting. That is, since the genotypes of the parents are e1e1E2E2 and E1E1e2e2, the genotype with dominant alleles at both loci in F2 grows late and grows bivalently 13 early (1e1e1 (1E2E2:2E2e2:1e2e2): (1E1E1 :2E1e1) 1e2e2: (1E1E1:2E1e1)2E2e2): 3 late maturing (1E1E1E2E2:2E1e1E2E2).

(3)極早生遺伝子e2のマッピング
日本晴といのちの壱早生との交雑F 159個体において、42早生型:117中生型≒1:3の2頂性に分離した。該日本晴×いのちの壱早生のF、ならびにコシヒカリ×いのちの壱早生F、およびコシヒカリ/(コシヒカリ/いのちの壱早生F)BCで分離したe2ホモ型極早生個体を供試して、イネの全染色体を網羅する51個のSSR、SNPマーカーとe2との連鎖解析を行った。SSRマーカーおよびSNPマーカーの検出は、実施例1と同様の方法で行った。SNPマーカーの検出に用いたTaqManプローブおよびプライマーもまた、実施例1の表3-1および表3-2に示すとおりである。
(3) Mapping of extremely early maturing gene e2 In 159 F 2 individuals crossed between Nipponbare and Inochi no Ichi early maturing, segregation was made into a bimodality of 42 early maturing types: 117 middle maturing types ≈ 1:3. The Nipponbare x Inochi no Ichi early maturing F 2 , Koshihikari x Inochi no Ichi early maturing F 2 , and Koshihikari/(Koshihikari/Inochi no Ichi early maturing F 2 ) BC 1 F 2 homozygous extremely early maturing individuals were tested. Then, linkage analysis was performed between 51 SSRs and SNP markers covering the entire chromosome of rice and e2. SSR markers and SNP markers were detected in the same manner as in Example 1. TaqMan probes and primers used for detection of SNP markers are also shown in Tables 3-1 and 3-2 of Example 1.

その結果、第7染色体上のDNAマーカーとの連鎖が認められ、e2が第7染色体上に座乗することが分かった。第7染色体上の各DNAマーカーとe2遺伝子との組換え価を算出したところ、短腕末端から4.1Mb地点のRM8010で15.0%、6.8Mb地点のJ1753で8.3%、7.4Mb地点のJ1759で5.0%、8.3Mb地点のJ1763で5.0%、18.9Mb地点のRM3300で32.8%となった(図2)。したがって、第7染色体短腕末端から7.4Mb~8.3Mbの領域にe2が座乗することが分かった。 As a result, linkage with a DNA marker on chromosome 7 was observed, and e2 was found to be located on chromosome 7. When the recombination value between each DNA marker on chromosome 7 and the e2 gene was calculated, RM8010 at the 4.1 Mb point from the short arm end was 15.0%, J1753 at the 6.8 Mb point was 8.3%, 7 5.0% for J1759 at 4 Mb, 5.0% for J1763 at 8.3 Mb and 32.8% for RM3300 at 18.9 Mb (Fig. 2). Therefore, it was found that e2 is located in a region of 7.4 Mb to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7.

本発明によれば、極早生遺伝子e1およびe2に密接に連鎖していて選抜効率が高いDNAマーカーを開発し、e1遺伝子および/またはe2遺伝子のマーカー選抜による極早生イネの開発法を提供する。したがって、本発明は、農業分野、特にイネ科植物の品種改良の分野において利用可能である INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, DNA markers closely linked to very early genes e1 and e2 and having high selection efficiency are developed, and a method for developing very early rice by marker selection for e1 gene and/or e2 gene is provided. Therefore, the present invention can be used in the field of agriculture, particularly in the field of breeding of grasses.

Claims (5)

イネの第7染色体の短腕末端からの距離6.6~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを検出することによって、e1遺伝子および/またはe2遺伝子の存在を判別することを特徴とする、極早生イネの選抜方法であって、前記DNAマーカーがRM21224、J1753、J1759、およびJ1763からなる群から選択される1つ以上である、方法The presence of the e1 gene and/or the e2 gene is determined by detecting a DNA marker present in a region at a distance of 6.6 to 8.3 Mb from the short arm end of the chromosome 7 of rice, A method for selecting very early rice, wherein the DNA marker is one or more selected from the group consisting of RM21224, J1753, J1759, and J1763. イネの第7染色体の短腕末端からの距離6.8~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを検出することによってe1遺伝子の存在を判別することを特徴とし、前記DNAマーカーがJ1753、J1759、およびJ1763からなる群から選択される1つ以上である、請求項1記載の方法。 The presence of the e1 gene is determined by detecting a DNA marker present in a region at a distance of 6.8 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice , wherein the DNA marker is J1753, 2. The method of claim 1, wherein one or more selected from the group consisting of J1759 and J1763 . イネの第7染色体の短腕末端からの距離7.4~8.3Mbの領域に存在するDNAマーカーを検出することによってe2遺伝子の存在を判別することを特徴とし、前記DNAマーカーがJ1759およびJ1763からなる群から選択される1つ以上である、請求項1記載の方法。 The presence of the e2 gene is determined by detecting a DNA marker present in a region at a distance of 7.4 to 8.3 Mb from the short arm end of chromosome 7 of rice , wherein the DNA marker is J1759 and 2. The method of claim 1, which is one or more selected from the group consisting of J1763 . 極早生イネの作成方法であって、
(a)極早生イネと、極早生でないイネとを交雑させて、雑種種子を作成すること、
(b)該雑種種子を栽培して雑種イネ植物を作成すること、
(c)請求項1~のいずれか1項記載の方法により、該雑種植物から、極早生イネを選抜すること
を含む方法。
A method for producing extremely early rice, comprising:
(a) crossing extremely early rice with non-extremely early rice to produce hybrid seeds;
(b) cultivating the hybrid seed to produce a hybrid rice plant;
(c) a method comprising selecting very early rice from the hybrid plants by the method according to any one of claims 1 to 3 ;
極早生でないイネが短稈イネまたは大粒イネである、請求項記載の方法。 5. The method according to claim 4 , wherein the non-extremely early-maturing rice plant is a short-culm rice plant or a large-grain rice plant.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009022217A (en) 2007-07-20 2009-02-05 Plant Genome Center Co Ltd How to make early heading rice
WO2012127558A1 (en) 2011-03-18 2012-09-27 本田技研工業株式会社 New cultivar, method for differentiating plant cultivars, and method for causing earlier maturing of rice individual
JP2012210203A (en) 2011-03-18 2012-11-01 Honda Motor Co Ltd New cultivar
JP2013066385A (en) 2011-09-20 2013-04-18 Tottori Univ Dna marker selection method for new short-culm late-maturing gene in third chromosome of rice
CN107475254A (en) 2017-09-29 2017-12-15 江苏丘陵地区镇江农业科学研究所 A kind of eary maturity of rice allele, its molecular labeling and application
JP2018201418A (en) 2017-06-05 2018-12-27 因則 富田 Dna marker selection method of gene for making size of japonica type rice larger
CN109251932A (en) 2018-10-22 2019-01-22 浙江师范大学 The bud green control gene PE-1 of eary maturity of rice and its application

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009022217A (en) 2007-07-20 2009-02-05 Plant Genome Center Co Ltd How to make early heading rice
WO2012127558A1 (en) 2011-03-18 2012-09-27 本田技研工業株式会社 New cultivar, method for differentiating plant cultivars, and method for causing earlier maturing of rice individual
JP2012210203A (en) 2011-03-18 2012-11-01 Honda Motor Co Ltd New cultivar
JP2013066385A (en) 2011-09-20 2013-04-18 Tottori Univ Dna marker selection method for new short-culm late-maturing gene in third chromosome of rice
JP2018201418A (en) 2017-06-05 2018-12-27 因則 富田 Dna marker selection method of gene for making size of japonica type rice larger
CN107475254A (en) 2017-09-29 2017-12-15 江苏丘陵地区镇江农业科学研究所 A kind of eary maturity of rice allele, its molecular labeling and application
CN109251932A (en) 2018-10-22 2019-01-22 浙江师范大学 The bud green control gene PE-1 of eary maturity of rice and its application

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Takatoshi TANISAKA,"Identification of useful rice genes and elucidation of the mechanismof genetic diversification in plants",Breeding Research,2009年,Vol. 11, No. 4,p.159-165,DOI: 10.1270/jsbbr.11.159
YAMAGATA H et al.,Analysis of Genes Controlling Heading Time in Japanese Rice,Rice Genetics I,1986年,pp. 351-359
Yutaka OKUMOTO et al.,"Analysis of a Rice Variety Taichung 65 and its IsogenicEarly-heading Lines for Late-heading Genes E1, E2 and E3.",Japanese Journal of Breeding,1992年,Vol. 42, No. 2,p.415-429,DOI: 10.1270/jsbbs1951.42.415
西田 英隆,"イネ出穂期遺伝子の開花前生育相に及ぼす効果の解析",岡山大學農學部學術報告,2005年02月,第94号,p.47-55

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