(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022046403
(43)【公開日】2022-03-23
(54)【発明の名称】キク白さび病抵抗性を判定する方法、製造方法、分子マーカー、キク白さび病抵抗性関連遺伝子、キク白さび病抵抗性のキク属植物
(51)【国際特許分類】
C12N 15/29 20060101AFI20220315BHJP
C12Q 1/686 20180101ALI20220315BHJP
C12Q 1/6895 20180101ALI20220315BHJP
C12Q 1/6869 20180101ALI20220315BHJP
A01H 6/14 20180101ALI20220315BHJP
A01H 1/00 20060101ALI20220315BHJP
【FI】
C12N15/29 ZNA
C12Q1/686 Z
C12Q1/6895 Z
C12Q1/6869 Z
A01H6/14
A01H1/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021044132
(22)【出願日】2021-03-17
(31)【優先権主張番号】P 2020152271
(32)【優先日】2020-09-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)平成29年度、農林水産省委託プロジェクト研究「平成29年度実需者等のニーズに対応した園芸作物のDNAマーカーの開発委託事業」、産業技術力強化法第17条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】501203344
【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
(71)【出願人】
【識別番号】596175810
【氏名又は名称】公益財団法人かずさDNA研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】住友 克彦
(72)【発明者】
【氏名】中野 善公
(72)【発明者】
【氏名】磯部 祥子
(72)【発明者】
【氏名】白澤 健太
(72)【発明者】
【氏名】平川 英樹
【テーマコード(参考)】
2B030
4B063
【Fターム(参考)】
2B030AA02
2B030AB03
2B030AD05
2B030CA01
2B030CA05
2B030CB01
4B063QA07
4B063QA13
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4B063QR08
4B063QR62
4B063QS25
4B063QS36
4B063QX02
(57)【要約】 (修正有)
【課題】キク属の植物におけるキク白さび病抵抗性を判定する方法、およびキク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を製造する方法を提供する。
【解決手段】一形態は、キク白さび病抵抗性を判定する方法であって、キク属(Chrysanthemum属)の植物において、キク属の植物のゲノムに存在する、キク白さび病に対する抵抗性又は感受性を決定する遺伝子の遺伝子型を判定し、(i)SNPに相当する塩基自体、(ii)SNPを含む連続したポリヌクレオチド、又は、(iii)2つのSNP間の領域の連続したポリヌクレオチドを該分子マーカーとして増幅し、キク属植物におけるキク白さび病抵抗性を判定する方法、および、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を判別する工程を含む、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を製造する方法を提供する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キク白さび病抵抗性を判定する方法であって、
キク属(Chrysanthemum属)の植物において、下記(a)若しくは(b)、又は(c)~(j)のいずれかの塩基自体(SNP)か、当該塩基を含む連続したポリヌクレオチド:
(a)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基;
(b)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基;
(c)配列番号9に示す29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(d)配列番号10に示す21番目及び24番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(e)配列番号11に示す22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(f)配列番号12に示す19番目及び102番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(g)配列番号13に示す29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(h)配列番号14に示す4番目及び112番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(i)配列番号15に示す27番目及び40番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(j)配列番号16に示す21番目及び70番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
をキク白さび病抵抗性に関する分子マーカーとして検査する工程を含む、方法。
【請求項2】
上記キク属の植物は、育種素材の候補植物であるか、育種のプロセスで得られた植物である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
以下の(a’)若しくは(b’)、又は(c’)~(j’)のいずれか:
(a’)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基がC、
(b’)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基がC、
(c’)配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(d’)配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
(e’)配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(f’)配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
(g’)配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(h’)配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(i’)配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
(j’)配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
であるとき、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定する、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
以下の(a’)及び(b’)、並びに(c’)~(j’)の少なくとも2つ:
(a’)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基がC;
(b’)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基がC;
(c’)配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(d’)配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
(e’)配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(f’)配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
(g’)配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(h’)配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;
(i’)配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
(j’)配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;
であるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定する、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項5】
前記検査する工程において、前記分子マーカーを含む領域を増幅するプライマーセットを用いて、前記植物のDNAにおける前記領域を増幅する、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
前記プライマーセットは、以下の(a)及び(b)、並びに(c)~(j)の少なくとも1つ:
(a)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基;
(b)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基;
(c)配列番号9に示す29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(d)配列番号10に示す21番目及び24番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(e)配列番号11に示す22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(f)配列番号12に示す19番目及び102番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(g)配列番号13に示す29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(h)配列番号14に示す4番目及び112番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(i)配列番号15に示す27番目及び40番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(j)配列番号16に示す21番目及び70番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
を含む領域を増幅するプライマーセットである、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
上記キク属の植物が、イエギク種(Chrysanthemum morifolium)に属する植物である、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を製造する製造方法であって、
キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物と、他のキク属の植物とを交雑する交雑工程と、
前記交雑工程により得られたキク属の植物又はその後代系統のキク属の植物から、請求項1から7のいずれか1項に記載された方法によって、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を判別する判別工程と
を含む、製造方法。
【請求項9】
前記交雑工程の前に、請求項1から7のいずれか1項に記載された方法により、被験キク属植物からキク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を判別する判別工程をさらに含む、請求項8に記載の製造方法。
【請求項10】
キク属の植物における、キク白さび病抵抗性に関する分子マーカーであって、
下記(a)若しくは(b)、又は(c)~(j)のいずれかの塩基自体(SNP)か、当該相当する塩基を含む連続したポリヌクレオチド:
(a)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基;
(b)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基;
(c)配列番号9に示す29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(d)配列番号10に示す21番目及び24番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(e)配列番号11に示す22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(f)配列番号12に示す19番目及び102番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(g)配列番号13に示す29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(h)配列番号14に示す4番目及び112番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(i)配列番号15に示す27番目及び40番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(j)配列番号16に示す21番目及び70番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
である、分子マーカー。
【請求項11】
請求項10に記載の分子マーカーに連鎖しており、ゲノム上で当該分子マーカーからの距離が3cM以内に位置している、キク白さび病抵抗性関連遺伝子。
【請求項12】
請求項11に記載のキク白さび病抵抗性関連遺伝子を有する、請求項9又は10に記載の製造方法によって得られる、キク白さび病抵抗性のキク属植物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キク白さび病抵抗性を判定する方法、製造方法、分子マーカー、キク白さび病抵抗性関連遺伝子、キク白さび病抵抗性のキク属植物に関する。
【背景技術】
【0002】
キク白さび病は、キクの葉の裏面に淡黄色の隆起やピンクがかった小膿疱を形成する病害である。この病害は、1895年に日本で最初に発見されたPuccinia horiana菌に感染することで発生し、現在では世界中に広がっている。Puccinia horiana菌は、多くのキク種に感染する。キクは、世界中で最も重要な観賞用植物の1つである栽培品種であり、切り花、鉢物、及び庭園植物として提供されている。キク白さび病は、キクの商業生産において重大な経済的損失をもたらすものであり、防除技術が不可欠である。
【0003】
Puccinia horiana菌は殺菌剤耐性体の数が増加しており、登録された殺菌剤の数が減少していることから、化学的な制御は困難である(非特許文献1)。さらに、湿度を低下させる等の環境制御は、露地栽培や半被覆栽培の場合には適用できず、常に適用可能ではない。
【0004】
病害制御の最も効果的な方法の一つは、抵抗性栽培品種を用いることである。抵抗性キク品種は広く研究されている。そのような研究にはキク白さび病抵抗性の遺伝様式の知見が含まれ、単一の顕性遺伝子を有する抵抗性品種の多くが見いだされている(非特許文献2)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Cook,R.T.A., Plant Pathol. 50: 792,2001
【非特許文献2】De Jong, J. and W. Rademaker, Euphytica,35: 945-952,1986
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
非特許文献1及び2に記載したように、キク白さび病に対して様々な研究がなされているが、これまでのところ、キク白さび病抵抗性育種に利用可能な、キク白さび病抵抗性に関連するDNAマーカーは知られていない。キク栽培品種であるイエギク種(Chrysanthemum morifolium)は同質6倍体ゲノムを有し、この複雑なゲノムでは、2つの対立遺伝子における一遺伝子性遺伝とした場合、単一の遺伝子座において全部で7の異なる対立遺伝子パターンが生成され得る。このように、マーカーの分離パターンが複雑となることから、キク白さび病抵抗性に関連するDNAマーカーの開発は遅れている。
【0007】
キク白さび病抵抗性に関連するDNAマーカーは、キク白さび病抵抗性育種におけるマーカー支援育種(MAS)として用いられ、キク属の植物におけるキク白さび病抵抗性の判定に有益である。
【0008】
本発明の一態様は、キク属の植物におけるキク白さび病抵抗性を判定するための技術の提供を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、キク属(Chrysanthemum属)の植物において、下記(a)若しくは(b)、又は(c)~(j)のいずれかの塩基自体(SNP)か、当該塩基を含む連続したポリヌクレオチド:
(a)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基;
(b)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基;
(c)配列番号9に示す29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(d)配列番号10に示す21番目及び24番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(e)配列番号11に示す22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(f)配列番号12に示す19番目及び102番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(g)配列番号13に示す29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(h)配列番号14に示す4番目及び112番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(i)配列番号15に示す27番目及び40番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(j)配列番号16に示す21番目及び70番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
をキク白さび病抵抗性に関する分子マーカーとして検査する工程を含む、方法である。
【0010】
本発明の一態様に係るキク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を製造する製造方法は、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物と、他のキク属の植物とを交雑する交雑工程と、前記交雑工程により得られたキク属の植物又はその後代系統のキク属の植物から、上記キク白さび病抵抗性を判定する方法によって、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を判別する判別工程とを含む、製造方法である。
【0011】
本発明の一態様に係るキク属の植物におけるキク白さび病抵抗性に関する分子マーカーは、下記(a)若しくは(b)、又は(c)~(j)のいずれかの塩基自体(SNP)か、当該相当する塩基を含む連続したポリヌクレオチド:
(a)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基;
(b)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基;
(c)配列番号9に示す29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(d)配列番号10に示す21番目及び24番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(e)配列番号11に示す22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(f)配列番号12に示す19番目及び102番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(g)配列番号13に示す29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(h)配列番号14に示す4番目及び112番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(i)配列番号15に示す27番目及び40番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
(j)配列番号16に示す21番目及び70番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;
である、分子マーカーである。
【0012】
本発明の一態様に係るキク白さび病抵抗性関連遺伝子は、上記分子マーカーに連鎖しており、ゲノム上で当該分子マーカーからの距離が3cM以内に位置している。
【0013】
本発明の一態様に係るキク属植物は、上記キク白さび病抵抗性関連遺伝子を有する、上記製造方法によって得られる、キク白さび病抵抗性のキク属植物である。
【発明の効果】
【0014】
本発明の一態様によれば、キク属の植物におけるキク白さび病抵抗性を判定する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】キク白さび病抵抗性品種の葉と、キク白さび病に罹患した葉とを比較する画像である。
【
図3】キク白さび病抵抗性遺伝子と分子マーカーとの遺伝距離を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)、B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意味する。
【0017】
本明細書中で使用される場合、用語「ポリヌクレオチド」は、「核酸」又は「核酸分子」と交換可能に使用され、ヌクレオチドの重合体が意図される。ここで、核酸は、DNAの形態(例えば、cDNA若しくはゲノムDNA)、又は、RNA(例えば、mRNA)の形態にて存在し得る。DNA又はRNAは、二本鎖であっても、一本鎖であってもよい。一本鎖DNA又はRNAは、コード鎖(センス鎖)であっても、非コード鎖(アンチセンス鎖)であってもよい。本明細書において使用される場合、塩基の表記は、適宜IUPAC及びIUBの定める1文字表記を使用する。
【0018】
本発明の一形態は、キク属の植物におけるキク白さび病抵抗性を判定するための技術である。本発明の一形態は、キク属の植物のゲノムに存在する、キク白さび病に対する抵抗性又は感受性を決定するキク白さび病抵抗性遺伝子の遺伝子型を判定することで、キク属の植物における白さび病抵抗性を判定する。
【0019】
キク属の植物は、Chrysanthemum属の植物であり、例えば、イエギク種(Chrysanthemum morifolium)に属する植物であり得る。イエギク種の中でもスプレー菊に分類される植物であり得る。
【0020】
また、キク属の植物は、育種素材の候補植物であるか、育種のプロセスで得られた植物であり得る。育種素材の候補植物としては、例えば、交配に用いる親植物、及び、遺伝子組換え技術を利用した分子育種に用いられる植物が含まれる。また、育種のプロセスで得られた植物としては、例えば、Chrysanthemum属の植物を属内交雑した植物、イエギク種に属する植物を種内交雑した植物、及びこれらの後代系統である。また、キク属の植物は、イエギク種に属する植物とキク属の野生種との交雑植物のように種間交雑した植物、及びその後代系統であってもよい。さらに、キク属の植物は、“アリエス”品種の植物であるか、当該品種の植物と他のイエギク種に属する植物との交雑植物又はその後代系統であり得る。
【0021】
本明細書において、植物とは、植物体の一部又は全部であってもよい。植物体の一部としては、例えば、繁殖素材(例えば、葉、枝、種子等)等が挙げられる。
【0022】
キク白さび病は、Puccinia horiana菌(以下、キク白さび病菌ともいう)に感染することでキクに病斑が形成される病気を意味している。また、キク白さび病抵抗性とは、キク白さび病菌への感染による病斑の形成及び拡大を抑制又は阻害する能力、を意図している。したがって、キク白さび病抵抗性を示す植物は、キク白さび病菌に感染もしくはキク白さび病菌を接種しても病斑が全く発生しない若しくはごく少量の病斑しか発生しない、または、発生した病斑が拡大しないことが意図される。
図1に示すように、罹病性品種においてキク白さび病に罹患した葉には病斑が見られるが、抵抗性品種では葉に病斑が見られない。
【0023】
イエギク種に属する植物は、54の染色体を有する同質6倍体である。イエギク種に属する植物における各染色体は、例えば、ゲノムの塩基配列情報は、キクタニギク種(Chrysanthemum seticuspe)のゲノム(CSE_r1.0)の塩基配列情報を参照して決定することができる。キクタニギク種のゲノムの塩基配列情報は、例えば、MumGARDENのwebサイト(http://mum-garden.kazusa.or.jp)から入手可能である。
【0024】
〔キク白さび病抵抗性に関する分子マーカー〕
本発明の一態様に係る分子マーカーは、キク属植物における、キク白さび病抵抗性に関する分子マーカーであって、下記(a)若しくは(b)、又は(c)~(j)のいずれかの塩基自体(SNP)か、当該相当する塩基を含む連続したポリヌクレオチド:(a)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基;(b)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基;(c)配列番号9に示す29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(d)配列番号10に示す21番目及び24番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(e)配列番号11に示す22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(f)配列番号12に示す19番目及び102番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(g)配列番号13に示す29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(h)配列番号14に示す4番目及び112番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(i)配列番号15に示す27番目及び40番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(j)配列番号16に示す21番目及び70番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;である。
【0025】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、キク属植物におけるキク白さび病抵抗性遺伝子を規定する分子マーカーである。このような分子マーカーには、SNPマーカー、AFLP(分子増幅断片長多型)マーカー、RFLPマーカー、マイクロサテライトマーカー、SCARマーカー、CAPSマーカー等が含まれる。SNPマーカーは、1個のSNPであってもよいし、2個以上のSNPの組み合わせであってもよい。本発明の一態様に係る分子マーカーは、キク属植物におけるキク白さび病抵抗性の判定に利用することができる。
【0026】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、(i)SNPに相当する塩基自体、(ii)SNPを含む連続したポリヌクレオチド、又は、(iii)2つのSNP間の領域の連続したポリヌクレオチドであり得る。
【0027】
(i:SNPマーカー)
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNPマーカーであり得る。SNPは、DNAの塩基配列中のある特定の領域内に一塩基の変異が見られるDNA多型を意味している。
【0028】
「配列番号X(X=1~2)で表される塩基配列(塩基配列Xとする)のY番目(X=1のときYは74、X=2のときYは63)の塩基」とは、本実施例に記載されたSNPマーカーである。また、「配列番号X(X=9~16)で表される塩基配列(塩基配列Xとする)のY番目(X=9のときYは29、30、63、65、67、68、又は85、X=10のときYは21又は24、X=11のときYは22、23、52、66、又は71、X=12のときYは19又は102、X=13のときYは29、48、50、又は73、X=14のときYは4又は112、X=15のときYは27又は40、X=16のときYは21又は70)の塩基」とは、本実施例に記載されたSNPマーカーである。「配列番号Xで表される塩基配列のY番目の塩基に相当する塩基」とは、本実施例に記載されたSNPマーカーと同一視できるSNPマーカーである。塩基配列Xは、基準となるキク属の植物(“アリエス”)由来の塩基配列であり、他のキク属の植物においては、SNPマーカーの部分以外でも塩基配列が異なる部分が含まれ得る。
【0029】
すなわち、他のキク属の植物において、塩基配列Xに対応する塩基配列X’(すなわち植物間で高度に保存されている塩基配列)が存在する場合、「配列番号Xで表される塩基配列のY番目の塩基に相当する塩基」とは、ホモロジー検索等の手法によって、Y番目の塩基に相当するとされた塩基配列X’上の塩基を指す。例えば、後述する(a2)や(a3)に記載のポリヌクレオチドや、(b2)や(b3)に記載のポリヌクレオチドや、(c2)~(j2)や(c3)~(j3)に記載のポリヌクレオチドが示す塩基配列が、塩基配列X’の一例である。
【0030】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、例えば、本実施例に記載されたSCSE_SC004884.1_65872及びSCSE_SC000716.1_75925である。また、本発明の一態様に係る分子マーカーは、例えば、本実施例に記載された46.1-19、46.5-16、47.0-3、47.5-2、48.0-5、48.5-10、49.0-15、及び50.0-3である。SCSE_SC004884.1_65872及びSCSE_SC000716.1_75925、並びに、46.1-19、46.5-16、47.0-3、47.5-2、48.0-5、48.5-10、49.0-15、及び50.0-3は、本発明者らが新たに同定したSNPマーカーであり、当業者は、これらのSNPマーカーの塩基配列に基づき、当該SNPマーカーのゲノム上の位置を特定することができる。46.1-19、46.5-16、47.0-3、47.5-2、48.0-5、48.5-10、49.0-15、及び50.0-3は、キク属植物のゲノム上において、SCSE_SC004884.1_65872とSCSE_SC000716.1_75925との間に位置する。
【0031】
SCSE_SC004884.1_65872(以下、SNP(a)ともいう)は、配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基がCである多型を示している。すなわち、SNP(a)がCであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0032】
SCSE_SC000716.1_75925(以下、SNP(b)ともいう)は、配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基がCである多型を示している。すなわち、SNP(b)がCであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0033】
46.1-19(以下、SNP(c)ともいう)は、配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(c)において、配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0034】
46.5-16(以下、SNP(d)ともいう)は、配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(d)において、配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0035】
47.0-3(以下、SNP(e)ともいう)は、配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(e)において、配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0036】
47.5-2(以下、SNP(f)ともいう)は、配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(f)において、配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0037】
48.0-5(以下、SNP(g)ともいう)は、配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(g)において、配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0038】
48.5-10(以下、SNP(h)ともいう)は、配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(h)において、配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0039】
49.0-15(以下、SNP(i)ともいう)は、配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(i)において、配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0040】
50.0-3(以下、SNP(j)ともいう)は、配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つである多型を示している。すなわち、SNP(j)において、配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるとき、キク属植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0041】
本発明の一態様に係る分子マーカーであるSNP(a)~SNP(j)は連鎖不平衡状態にあり、一例として、連鎖不平衡係数が0.9以上の連鎖不平衡状態である。本発明の一形態に係る分子マーカーは、キク属の植物のゲノム上において、キク白さび病抵抗性関連遺伝子までの距離が短いことが好ましく、これにより、キク属植物の被検体におけるキク白さび病に対する抵抗性の有無をより精度よく判定することができる。すなわち、分子マーカーは、SNP(c)~SNP(j)であることが好ましく、SNP(c)~SNP(i)であることがより好ましく、SNP(e)~SNP(h)であることが最も好ましい。SNP(a)~SNP(j)のキク白さび病抵抗性関連遺伝子までの距離の詳細については、後述する。
【0042】
本発明の一態様に係る分子マーカーとして、SNP(a)とSNP(b)とを組み合わせて用いてもよい。すなわち、SNP(a)がCであり、かつ、SNP(b)がCであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定してもよい。すなわち、SNP(a)及びSNP(b)をハプロタイプブロックとして解析してもよい。
【0043】
また、本発明の一態様に係る分子マーカーとして、SNP(a)~SNP(j)の少なくとも2つを組み合わせて用いてもよい。すなわち、以下の(a’)及び(b’)、並びに(c’)~(j’)の少なくとも2つ:(a’)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基がC;(b’)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基がC;(c’)配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(d’)配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(e’)配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(f’)配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(g’)配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(h’)配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(i’)配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(j’)配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;であるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定してもよい。すなわち、SNP(a)~SNP(j)の少なくとも2つをハプロタイプブロックとして解析してもよい。
【0044】
(ii:SNPを含むポリヌクレオチド)
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(a)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(a)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(a)は、(a1)配列番号1の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(a2)配列番号1の塩基配列において、74番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(a3)配列番号1の塩基配列において、74番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(a)におけるSNP(a)に相当する塩基がCであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0045】
前記(a1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号1に示す塩基配列に基づき、キク白さび病抵抗性を有する“アリエス”から得ることができる。
【0046】
前記(a2)のポリヌクレオチドは、配列番号1に示す塩基配列において、SNP(a)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0047】
前記(a3)のポリヌクレオチドは、配列番号1に示す塩基配列において、SNP(a)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0048】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(b)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(b)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(b)は、(b1)配列番号2の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(b2)配列番号2の塩基配列において、63番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(b3)配列番号2の塩基配列において、63番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(b)におけるSNP(b)に相当する塩基がCであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0049】
前記(b1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号2に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0050】
前記(b2)のポリヌクレオチドは、配列番号2に示す塩基配列において、SNP(b)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0051】
前記(b3)のポリヌクレオチドは、配列番号2に示す塩基配列において、SNP(b)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0052】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(c)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(c)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(c)は、(c1)配列番号9の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(c2)配列番号9の塩基配列において、29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(c3)配列番号9の塩基配列において、29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(c)においてSNP(c)に相当する、配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0053】
前記(c1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号9に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0054】
前記(c2)のポリヌクレオチドは、配列番号9に示す塩基配列において、SNP(c)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0055】
前記(c3)のポリヌクレオチドは、配列番号9に示す塩基配列において、SNP(c)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0056】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(d)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(d)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(d)は、(d1)配列番号10の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(d2)配列番号10の塩基配列において、21番目及び24番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(d3)配列番号10の塩基配列において、21番目及び24番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(d)においてSNP(d)に相当する、配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0057】
前記(d1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号10に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0058】
前記(d2)のポリヌクレオチドは、配列番号10に示す塩基配列において、SNP(d)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0059】
前記(d3)のポリヌクレオチドは、配列番号10に示す塩基配列において、SNP(d)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0060】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(e)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(e)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(e)は、(e1)配列番号11の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(e2)配列番号11の塩基配列において、22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(e3)配列番号11の塩基配列において、22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(e)においてSNP(e)に相当する、配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0061】
前記(e1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号11に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0062】
前記(e2)のポリヌクレオチドは、配列番号11に示す塩基配列において、SNP(e)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0063】
前記(e3)のポリヌクレオチドは、配列番号11に示す塩基配列において、SNP(e)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0064】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(f)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(f)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(f)は、(f1)配列番号12の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(f2)配列番号12の塩基配列において、19番目及び102番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(f3)配列番号12の塩基配列において、19番目及び102番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(f)においてSNP(f)に相当する、配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0065】
前記(f1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号12に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0066】
前記(f2)のポリヌクレオチドは、配列番号12に示す塩基配列において、SNP(f)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0067】
前記(f3)のポリヌクレオチドは、配列番号12に示す塩基配列において、SNP(f)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0068】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(g)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(g)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(g)は、(g1)配列番号13の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(g2)配列番号13の塩基配列において、29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(g3)配列番号13の塩基配列において、29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(g)においてSNP(g)に相当する、配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0069】
前記(g1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号13に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0070】
前記(g2)のポリヌクレオチドは、配列番号13に示す塩基配列において、SNP(g)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0071】
前記(g3)のポリヌクレオチドは、配列番号13に示す塩基配列において、SNP(g)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0072】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(h)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(h)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(h)は、(h1)配列番号14の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(h2)配列番号14の塩基配列において、4番目及び112番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(h3)配列番号14の塩基配列において、4番目及び112番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(h)においてSNP(h)に相当する、配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0073】
前記(h1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号14に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0074】
前記(h2)のポリヌクレオチドは、配列番号14に示す塩基配列において、SNP(h)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0075】
前記(h3)のポリヌクレオチドは、配列番号14に示す塩基配列において、SNP(h)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0076】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(i)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(i)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(i)は、(i1)配列番号15の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(i2)配列番号15の塩基配列において、27番目及び40番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(i3)配列番号15の塩基配列において、27番目及び40番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(i)においてSNP(i)に相当する、配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0077】
前記(i1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号15に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0078】
前記(i2)のポリヌクレオチドは、配列番号15に示す塩基配列において、SNP(i)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0079】
前記(i3)のポリヌクレオチドは、配列番号15に示す塩基配列において、SNP(i)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0080】
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(j)を含む連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(j)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(j)は、(j1)配列番号16の塩基配列からなるポリヌクレオチド、(j2)配列番号16の塩基配列において、21番目及び70番目の塩基以外の塩基配列に対して、1又は数個の塩基が置換、欠失、付加又は挿入された塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチド、又は、(j3)配列番号16の塩基配列において、21番目及び70番目の塩基以外の塩基配列に対して、90%以上の同一性を有する塩基配列からなり、キク属植物のキク白さび病抵抗性を判定する機能を有するポリヌクレオチドである。ポリヌクレオチド(j)においてSNP(j)に相当する、配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0081】
前記(j1)のポリヌクレオチドは、例えば、配列番号16に示す塩基配列に基づき、抵抗性植物“アリエス”から得ることができる。
【0082】
前記(j2)のポリヌクレオチドは、配列番号16に示す塩基配列において、SNP(j)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に、数個(例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1、2または3個)の塩基の修飾(置換、欠失、挿入または付加)を含むものであり得る。このようなポリヌクレオチドの塩基配列は、当該技術分野における当業者にとって明らかであり、上述したデータベースに登録されているキクタニギク種のゲノム配列を参照することにより、又は、抵抗性植物のゲノム上におけるSNPの近傍領域の塩基配列を解読することにより、決定することができる。
【0083】
前記(j3)のポリヌクレオチドは、配列番号16に示す塩基配列において、SNP(j)に相当する塩基は保存され、それ以外の塩基配列に対して、例えば、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の同一性を有するものであり得る。このような塩基配列の同一性は、例えば、BLAST、FASTA等の解析ソフトウェアを用いて、2つの塩基配列をアライメントとすることによって決定することができる。
【0084】
なお、ポリヌクレオチド(a)及びポリヌクレオチド(b)は、SNP(a)又はSNP(b)を含む領域を増幅するプライマーセットにより増幅されるPCR増幅産物であり得る。また、ポリヌクレオチド(c)~ポリヌクレオチド(j)は、SNP(c)~SNP(j)を含む領域を増幅するプライマーセットにより増幅されるPCR増幅産物であり得る。
【0085】
本発明の一態様に係る分子マーカーとして、ポリヌクレオチド(a)とポリヌクレオチド(b)とを組み合わせて用いてもよい。すなわち、ポリヌクレオチド(a)におけるSNP(a)に相当する塩基がCであり、かつ、ポリヌクレオチド(b)におけるSNP(b)に相当する塩基がCであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定してもよい。すなわち、ポリヌクレオチド(a)及びポリヌクレオチド(b)をハプロタイプブロックとして解析してもよい。
【0086】
本発明の一態様に係る分子マーカーとして、ポリヌクレオチド(a)~ポリヌクレオチド(j)の少なくとも2つを組み合わせて用いてもよい。すなわち、ポリヌクレオチド(a)~ポリヌクレオチド(j)におけるSNP(a)~SNP(j)が、以下の(a’)~(j’)の少なくとも2つ:(a’)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基がC;(b’)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基がC;(c’)配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(d’)配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(e’)配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(f’)配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(g’)配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(h’)配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(i’)配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(j’)配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;であるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定してもよい。すなわち、ポリヌクレオチド(a)~ポリヌクレオチド(j)の少なくとも2つをハプロタイプブロックとして解析してもよい。
【0087】
(iii:2つのSNP間のポリヌクレオチド)
本発明の一態様に係る分子マーカーは、SNP(a)とSNP(b)との間の領域の連続したポリヌクレオチド(以下、ポリヌクレオチド(ab)ともいう)であってもよい。ポリヌクレオチド(ab)は、SNP(a)及びSNP(b)の両方又は一方の部位を含んでいることが好ましい。SNP(c)~SNP(j)は、キク属植物のゲノム上においてSNP(a)とSNP(b)との間に位置しているため、SNP(c)~SNP(j)はポリヌクレオチド(ab)に含まれる。ポリヌクレオチド(ab)は、例えば、抵抗性植物における対応するSNP(a)及びSNP(b)の部位間の領域を参照することで得られる。ポリヌクレオチド(ab)の塩基配列は、抵抗性植物の塩基配列と少なくとも部分的に一致する。
【0088】
上述した分子マーカーを用いてキク属植物においてキク白さび病抵抗性を判定する方法としては特に限定されず、例えば、SNPを検出する公知のSNP分析方法を用いることができる。このような公知のSNP分析方法には、キク属植物の被検体のPCR増幅断片中のSNPを検出することによりSNP分析する方法が含まれる。なお、上述した分子マーカーは、6倍体のキク属植物における6ゲノムのうちの少なくとも一つで見られればよく、6ゲノムのうちの少なくとも一つで抵抗性の遺伝子型であれば、抵抗性ありと判定できる。
【0089】
すなわち、SNP(a)又はSNP(b)を含む領域を増幅するプライマーセットを用いて、キク属植物の被検体のDNAにおける前記領域を増幅してもよい。また、SNP(c)~SNP(j)の少なくとも1つを含む領域を増幅するプライマーセットを用いて、キク属植物の被検体のDNAにおける前記領域を増幅してもよい。キク属植物の被検体のDNAにおける前記領域の増幅は、キク属植物の被検体から抽出したDNAを鋳型にして、SNPを含む領域を増幅するプライマーを用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により行うことができる。そして、得られた増幅断片におけるSNPの塩基(遺伝子型)を決定し、決定された塩基(遺伝子型)とキク白さび病抵抗性との関係を示すデータに基づいて、キク属植物におけるキク白さび病抵抗性を判定する。
【0090】
PCRおいて用いるプライマーセットは、標的のSNPを含む領域のDNA断片を増幅することができるものである限り、特に限定されず、増幅断片の長さが短くなるようにプライマーセットを設計してもよい。例えば、プライマー増幅断片の長さが、好ましくは、200塩基対(bp)以下、150bp以下、120bp以下、又は100bp以下となるようにプライマーセットを設計する。プライマーセットは、フォワードプライマーである第1のプライマーと、リバースプライマーである第2のプライマーとが含まれる。これらのプライマーの長さは、例えば、15bp以上、16bp以上、17bp以上、18bp以上、または19bp以上であってもよく、50塩基bp以下、40bp以下、または30bp以下であってもよい。
【0091】
SNP(a)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号3に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第1のプライマーと、配列番号4に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第2のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号5に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(a)に相当する塩基を検出することができる。
【0092】
SNP(b)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号6に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第3のプライマーと、配列番号7に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第4のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号8に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(b)に相当する塩基を検出することができる。
【0093】
SNP(c)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号17に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第5のプライマーと、配列番号18に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第6のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号19に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(c)に相当する塩基を検出することができる。
【0094】
SNP(d)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号20に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第7のプライマーと、配列番号21に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第8のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号22に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(d)に相当する塩基を検出することができる。
【0095】
SNP(e)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号23に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第9のプライマーと、配列番号24に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第10のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号25に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(e)に相当する塩基を検出することができる。
【0096】
SNP(f)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号26に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第11のプライマーと、配列番号27に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第12のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号28に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(f)に相当する塩基を検出することができる。
【0097】
SNP(g)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号29に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第13のプライマーと、配列番号30に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第14のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号31に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(g)に相当する塩基を検出することができる。
【0098】
SNP(h)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号32に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第15のプライマーと、配列番号33に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第16のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号34に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(h)に相当する塩基を検出することができる。
【0099】
SNP(i)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号35に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第17のプライマーと、配列番号36に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第18のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号37に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(i)に相当する塩基を検出することができる。
【0100】
SNP(j)を含む領域を増幅するプライマーセットは、例えば、配列番号38に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第19のプライマーと、配列番号39に示される塩基配列における15以上の連続する塩基を含む第20のプライマーとからなる、プライマーセットである。このプライマーセットを用いることで、キク白さび病抵抗性のキク属植物においては配列番号40に示す塩基配列からなるPCR増幅産物が得られ、SNP(j)に相当する塩基を検出することができる。
【0101】
また、プライマーセットは、SNP(a)及びSNP(b)の両方を含む領域を増幅するプライマーセットであることが好ましい。これにより、SNP(a)及びSNP(b)をハプロタイプブロックとして解析することができる。また、SNP(c)~SNP(j)は、SNP(a)とSNP(b)との間に位置するため、SNP(a)及びSNP(b)の両方を含む領域を増幅するプライマーセットを用いることで、SNP(a)~SNP(j)をハプロタイプブロックとして解析することができる。
【0102】
〔キク白さび病抵抗性関連遺伝子〕
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性関連遺伝子は、上述したいずれかの分子マーカーに連鎖しており、ゲノム上で当該分子マーカーからの距離が3cM以内に位置している。
【0103】
キク白さび病抵抗性関連遺伝子は、キク白さび病抵抗性を供与する質的形質遺伝子を意味しており、SNP(a)及びSNP(b)の少なくとも一方に連鎖している。また、キク白さび病抵抗性関連遺伝子は、SNP(c)~SNP(j)の少なくとも1つに連鎖している。キク白さび病抵抗性関連遺伝子は、キク属植物のゲノム上におけるこれらのSNPからの遺伝距離が3cM以内に位置していることが好ましく、2.5cM以内であることがより好ましい。例えば、キク白さび病抵抗性関連遺伝子は、SNP(a)からの距離が1.4cMであり、SNP(b)からの距離が2.1cMである。他の例として、キク白さび病抵抗性関連遺伝子は、SNP(c)及びSNP(d)からの距離が0.4cMであり、SNP(e)~SNP(h)からの距離が0cMであり、SNP(i)からの距離が0.3cMであり、SNP(j)からの距離が0.6cMである。キク白さび病抵抗性関連遺伝子は、キク属植物のゲノム上において、SNP(a)とSNP(b)との間に位置している。
【0104】
キク白さび病抵抗性関連遺伝子は、キク属植物におけるキク白さび病抵抗性の有無を判定することができる。キク属植物の被検体において、キク白さび病抵抗性関連遺伝子の有無を検出することで、キク属植物におけるキク白さび病抵抗性を判定することができる。キク属植物の被検体において、キク白さび病抵抗性関連遺伝子の有無を検出する方法は特に限定されず、上述した分子マーカーを用いて従来公知の方法により検出することができる。
【0105】
また、キク白さび病抵抗性関連遺伝子をキク属植物に導入することで、キク属植物にキク白さび病抵抗性を付与することもできる。キク白さび病抵抗性関連遺伝子をキク属植物に導入する方法は特に限定されず、従来公知の遺伝子工学的手法を採用することができる。
【0106】
〔キク白さび病抵抗性のキク属植物〕
本発明の一態様に係るキク白さび病抵抗性のキク属植物は、上述のキク白さび病抵抗性関連遺伝子を有し、後述する製造方法によって得られる植物である。キク白さび病抵抗性のキク属植物は、上述した分子マーカーで特定される上述したキク白さび病抵抗性関連遺伝子領域を有し、キク白さび病に対して抵抗性を示す植物である。
【0107】
本発明の一態様に係るキク白さび病抵抗性のキク属植物は、後述する製造方法に示すように、キク白さび病抵抗性を有するキク属植物と、他のキク属の植物とを交雑して得られた植物及びその後代系統から、上述した分子マーカーを用いてキク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を判別することで得られる。なお、キク白さび病抵抗性関連遺伝子を遺伝子工学的に導入したキク白さび病抵抗性のキク属植物についても、本発明の範疇に含まれる。
【0108】
〔キク白さび病抵抗性を判定する方法〕
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、キク属(Chrysanthemum属)の植物において、下記(a)又は(b)の塩基自体(SNP)か、当該塩基を含む連続したポリヌクレオチド:(a)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基;
(b)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基;をキク白さび病抵抗性に関する分子マーカーとして検査する工程を含む。また、本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、キク属の植物において、下記(c)~(j)の少なくとも1つの塩基自体(SNP)か、当該塩基を含む連続したポリヌクレオチド:(c)配列番号9に示す29番目、30番目、63番目、65番目、67番目、68番目、及び85番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(d)配列番号10に示す21番目及び24番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(e)配列番号11に示す22番目、23番目、52番目、66番目、及び71番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(f)配列番号12に示す19番目及び102番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(g)配列番号13に示す29番目、48番目、50番目、及び73番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(h)配列番号14に示す4番目及び112番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(i)配列番号15に示す27番目及び40番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;(j)配列番号16に示す21番目及び70番目の塩基のうちの少なくとも1つの塩基に相当する塩基;をキク白さび病抵抗性に関する分子マーカーとして検査する工程を含む。
【0109】
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、上述したSNP(a)及びSNP(b)、並びに、ポリヌクレオチド(a)、ポリヌクレオチド(b)、及びポリヌクレオチド(ab)のいずれかの分子マーカーを用いて、キク属植物の被検体において、キク白さび病抵抗性を判定する。また、本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、上述したSNP(c)~SNP(j)、及び、ポリヌクレオチド(c)~ポリヌクレオチド(j)の少なくとも1つの分子マーカーを用いて、キク属植物の被検体において、キク白さび病抵抗性を判定する。本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、キク属植物の被検体のゲノム上において、キク白さび病抵抗性関連遺伝子の有無を上述した分子マーカーにより特定することで、キク属植物の被検体のキク白さび病に対する抵抗性の有無を判定する。
【0110】
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法において用いる分子マーカーであるSNP(a)~SNP(j)は連鎖不平衡状態にあり、一例として、連鎖不平衡係数が0.9以上の連鎖不平衡状態である。本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法において用いる分子マーカーは、キク属の植物のゲノム上において、キク白さび病抵抗性関連遺伝子までの距離が短いことが好ましく、これにより、キク属植物の被検体におけるキク白さび病に対する抵抗性の有無をより精度よく判定することができる。すなわち、分子マーカーは、SNP(c)~SNP(j)であることが好ましく、SNP(c)~SNP(i)であることがより好ましく、SNP(e)~SNP(h)であることが最も好ましい。また、SNP(a)~SNP(j)の少なくとも2つをハプロタイプブロックとして解析する場合についても、SNP(c)~SNP(j)の少なくとも2つであることが好ましく、SNP(c)~SNP(i)の少なくとも2つであることがより好ましく、SNP(e)~SNP(h)の少なくとも2つであることがより好ましい。
【0111】
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法において、キク属植物の被検体は、キク白さび病抵抗性の有無が不明なキク属植物であり、例えば、キク白さび病抵抗性のキク属植物とキク白さび病感受性のキク属植物との交雑植物及びその後代系統であり得る。
【0112】
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、上述したいずれかの分子マーカーを用いて、キク白さび病抵抗性を判定する。すなわち、本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、(a’)配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基がCであるとき、又は、(b’)配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基がCであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。また、本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、配列番号1に示す74番目の塩基に相当する塩基がCであり、かつ、配列番号2に示す63番目の塩基に相当する塩基がCであるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定してもよい。
【0113】
また、本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、以下(c’)~(j’)のいずれか:(c’)配列番号9に示す29番目の塩基に相当する塩基がA、30番目の塩基に相当する塩基がT、63番目の塩基に相当する塩基がC、65番目の塩基に相当する塩基がT、67番目の塩基に相当する塩基がA、68番目の塩基に相当する塩基がC、及び85番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(d’)配列番号10に示す21番目の塩基に相当する塩基がC及び24番目の塩基の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(e’)配列番号11に示す22番目の塩基に相当する塩基がG、23番目の塩基に相当する塩基がG、52番目の塩基に相当する塩基がC、66番目の塩基に相当する塩基がG、及び71番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(f’)配列番号12に示す19番目の塩基に相当する塩基がT及び102番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(g’)配列番号13に示す29番目の塩基に相当する塩基がC、48番目の塩基に相当する塩基がT、50番目の塩基に相当する塩基がC、及び73番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(h’)配列番号14に示す4番目の塩基に相当する塩基がA及び112番目の塩基に相当する塩基がGのうちの少なくとも1つ;(i’)配列番号15に示す27番目の塩基に相当する塩基がA及び40番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;(j’)配列番号16に示す21番目の塩基に相当する塩基がA及び70番目の塩基に相当する塩基がTのうちの少なくとも1つ;であるときに、当該植物はキク白さび病抵抗性を持つと判定することができる。
【0114】
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法において用いる分子マーカーの詳細については、上述した本発明の一形態に係る分子マーカーの説明を援用する。
【0115】
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法において、分子マーカーを用いてキク属植物のキク白さび病抵抗性を検査する方法としては特に限定されず、公知のSNP分析方法を用いることができ、例えば、キク属植物の被検体のPCR増幅断片中のSNPを検出することによりSNP分析する方法が挙げられる。すなわち、本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法は、前記検査する工程において、前記分子マーカーを含む領域を増幅するプライマーセットを用いて、前記植物のDNAにおける前記領域を増幅してもよい。このようなプライマーセットの詳細については、上述したプライマーセットの説明を援用する。
【0116】
SNP分析におけるPCRは、単独のプライマーセットを含む反応系でDNA断片を増幅するシングルプレックスPCR、または、複数のプライマーセットを含む反応系で遺伝子増幅するマルチプレックスPCR、のいずれであってもよい。マルチプレックスPCRの場合は、異なる波長を有する蛍光物質(例えば、NED、6-FAM、VIC、PET)により標識したプライマーセットを混合してもよい。
【0117】
PCRの反応条件は、用いるDNAポリメラーゼ及びPCR装置の種類、増幅断片の長さ等に応じて適宜に設定され得る。サイクル条件としては、変性工程、アニーリング工程及び伸長工程の3工程を1サイクルとする3ステップPCR法、及び、変性工程とアニーリング及び伸長工程との2工程を1サイクルとする2ステップPCR法を適用することができる。PCR反応条件の一例としては、90~100℃で40~60秒(例えば、95°Cで50秒)、90~100℃(例えば、95℃)で5秒の30~60サイクル(例えば、40サイクル)、アニーリング10~20秒(例えば、15秒)、及び65~80℃で10~30秒(例えば、72℃で20秒)。アニーリング温度は、60~70℃(例えば、66℃)の初期アニーリング温度から50~60℃(例えば、56℃)の最終アニーリング温度まで、所定サイクル毎に段階的に低下させる条件が挙げられる。鋳型となるDNAの状態に応じて、SNPを安定的に検出するために、PCR反応条件を調整してもよい。
【0118】
SNP分析におけるPCRとして、PCRによる増幅及びSNPマーカーの特定を行うTaqMan(登録商標)-PCR法のようなリアルタイムPCRを用いてもよい。すなわち、プライマーセットを用いて増幅した増幅断片に含まれるSNPを検出するTaqMan(登録商標)プローブをさらに用いてもよい。リアルタイムPCR法を用いることにより、高処理能力の識別方法を提供することができる。なお、PCRにより増幅した増幅断片においてSNPを特定する方法としては、自動DNAシークエンサー等を用いて増幅断片の塩基配列を決定することにより、解析してもよい。
【0119】
キク属植物の被検体から、PCRにより増幅するDNAを抽出する方法としては、特に限定されず、公知のDNA抽出方法を用いることができる。また、市販のDNA抽出キットを用いて、DNAを抽出してもよい。被検体の種類及び夾雑物の量等に応じて、DNA抽出工程の前に、適宜に前処理を行ってもよい。また、被検体から抽出されたDNAは、PCR反応において鋳型として用いるために、必要に応じて洗浄または精製してもよい。さらに、被検体から抽出されたDNAを2種類の制限酵素で消化した制限酵素切断断片をPCRにより増幅してもよい。
【0120】
本発明の一形態に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法によれば、分子マーカーによりキク属植物におけるキク白さび病抵抗性の有無を判定することができるので、判定結果に基づきキク白さび病抵抗性のキク属植物及びその後代系統を選抜することができる。
【0121】
〔製造方法〕
本発明の一形態に係る製造方法は、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を製造する方法であって、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物と、他のキク属の植物とを交雑する交雑工程と、前記交雑工程により得られたキク属の植物又はその後代系統のキク属の植物から、上述したキク白さび病抵抗性を判定する方法によって、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を判別する判別工程とを含む。
【0122】
したがって、上述した分子マーカー、キク白さび病抵抗性関連遺伝子、キク白さび病抵抗性のキク属植物、及びキク白さび病抵抗性を判定する方法に関する説明を、キク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を製造する方法の説明に援用する。
【0123】
交雑工程において、親植物として使用するキク白さび病抵抗性を有するキク属の植物は、本発明に係るキク白さび病抵抗性のキク属植物であり得る。また、交雑工程において用いるキク白さび病抵抗性を有するキク属の植物は、本発明に係るキク白さび病抵抗性を判定する方法により選抜されたキク白さび病抵抗性のキク属植物であってもよい。すなわち、本発明の一形態に係る製造方法は、前記交雑工程の前に、上述したいずれかのキク白さび病抵抗性を判定する方法により、被験キク属植物からキク白さび病抵抗性を有するキク属の植物を判別する判別工程をさらに含み得る。
【0124】
判別工程は、上述したいずれかのキク白さび病抵抗性を判定する方法により、交雑工程により得られたキク属の植物又はその後代系統のキク属の植物から、上述したキク白さび病抵抗性を判定する。
【0125】
本発明の一形態に係る製造方法によれば、分子マーカーによりキク属植物におけるキク白さび病抵抗性の有無を判定し、判定結果に基づき選抜したキク白さび病抵抗性のキク属植物を製造することができる。
【0126】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例0127】
[実施例1]
〔材料及び方法〕
(病原菌)
キク白さび病原菌(Puccinia horiana)を、日本国内から収集した。単一の冬胞子堆を用いて、無病の“秀芳の力”植物体に接種し、その後継代維持した。生育チャンバ内を、20℃及び相対湿度70%、蛍光白色光チューブ(50 μmol・m-2・s-1;FHF32EX-N-HG;NEC製)による16時間明期条件下で維持した。
【0128】
(接種方法)
キク白さび病菌の接種試験は、生育チャンバ内において発泡スチロール箱(長さ50.8cm×幅36.0cm×深さ34.9cm)を用いて行った。F1集団の各個体及び両親の未発根穂木を、園芸培地(Metro Mix 360;Scotts製)を含む200穴のセルトレイに挿し、発泡スチロール箱の底に置いた。箱の上部開口をプラスチックネット(5mmメッシュ)により覆った。“秀芳の力”の発病葉を約1cm2の小片に切断し、3cm×3cmの密度として、ネット上に冬胞子堆を下に向けて配置した。高湿度条件を確保するために、切片、箱の内側、及び接種材料を保持するネットに、スプレー器を用いて脱塩水を噴霧した。箱を密閉し、19℃暗黒とした生育チャンバ内に搬入した。接種開始から16時間後に、200穴のセルトレイをプラスチックの透明容器(長さ37.5cm×幅24.7cm×高さ12.9cm)内に入れ、生長チャンバ内に搬入し、22℃・16時間の明期条件で維持した。病徴を、接種後28日間評価した。
【0129】
上記の接種試験を3回行った。植物上に少なくとも1つの冬胞子堆がいずれかの分析において観察された場合、「感受性(S)」とした。3回の分析を通して冬胞子堆が全く観察されなかった植物は、「抵抗性(R)」と評価した。
【0130】
(品種及びF1個体群)
“アリエス”と“イエロークイン”との相互交雑から、F1個体群を得た。子房親“アリエス”×花粉親“イエロークイン”から64の苗と、子房親“イエロークイン”×花粉親“アリエス”から219の苗を得た。F1個体の母株を、市販の園芸土壌(クレハ園芸培土、クレハ化学製)を含むプラスチックポット(内径12cm、1ポットあたり1苗)内に植え、18℃~25℃、自然日長+6時間の暗期中断条件の温室内で、採穂用株として維持した。
【0131】
親品種及びF1個体のゲノムDNAを、DNeasy Plant Mini Kit(Qiagen製)を用いて、茎頂(生重量30mg)から抽出した。
【0132】
(dd-RAD-Seq分析)
dd-RAD-Seqライブラリーを生成するために、PstI及びMspIの2つの制限酵素により、抽出したDNAを消化した。ライブラリーのヌクレオチド配列を、HiSeq2000 (Illumina)プラットフォームにおいて決定した。
【0133】
(データ処理及びシンプレックスSNPデータマイニング)
シンプレックスSNP決定のデータ処理を、以下に要約した通りに行った。dd-RAD-Seq分析から得たリードを、参照として用いたC.seticuspeのゲノム配列(CSE_r1.0)上にマッピングした。各SNP座において、F1全個体のリードデータをプールし、各SNP座において変異型塩基を有するリード数を総リード数によって割ることで、各位置の対立遺伝子頻度(AAF)を算出した。対立遺伝子頻度及び集団内でのヘテロ個体の出現頻度にしたがって、シンプレックスSNP及びダブルシンプレックスSNPを選択した。
【0134】
(F1個体におけるゲノムワイド関連解析)
遺伝子型と表現型との間の関連性を、TASSELプログラムを用いて、一般線形モデルにより分析した。
【0135】
(連鎖解析)
連鎖解析を、JoinMap 4.1 software (Kyazma B.V.製)により行った。キク白さび病抵抗性に有意に関連するSNPマーカーのdd-RAD-seq遺伝子型データ及びキク白さび病抵抗性の表現型データを、JoinMap 4.1 softwareにインポートし、初期回帰マッピングパラメータを用いてマップを構築した。
【0136】
(SNPマーカー-抵抗性関連性の解析)
“イエロークイン”と“アリエス”の相互交雑由来のF1個体群において、2つのSNPマーカーのPCRに基づく遺伝子型を同定した。“アリエス”においてキク白さび病抵抗性に高度に関連する2つのSNP特異的プライマーを設計した(表1)。
【0137】
【表1】
SNP識別タッチダウンPCRを以下の条件で行った:95°Cで50秒、95℃で5秒の40サイクル、アニーリング15秒、及び72℃で20秒。アニーリング温度は、66℃の初期アニーリング温度から56℃の最終アニーリング温度まで、3サイクル毎に2℃ずつ段階的に低下させた。PCRを、8ngのゲノムDNA、0.3μMの各プライマー、及び2× TB Green Premix Ex Taq II Tli RNase H plus kit(TaKaRa Bio製)を含む15μL中において、Thermal Cycler Dice Real-Time system(TaKaRa Bio製)において行った。
【0138】
〔結果〕
(“アリエス”由来のキク白さび病抵抗性の遺伝)
“アリエス”と感受性“イエロークイン”との相互交雑で得られた合計283のF1個体は、抵抗性:罹病性の比率が145:138で分離した。この結果は、同質6倍体の遺伝様式の中で、単変異×無変異(Aaaaaa×aaaaaa)と予想される分離パターンに従った、1:1の比率(χ2=0.17、P=0.68)に概ね一致した。このことは、“アリエス”はキク白さび病抵抗性の単一の顕性遺伝子を有することを示している。
【0139】
(“アリエス”におけるキク白さび病抵抗性SNPマーカー)
“アリエス”と感受性“イエロークイン”との交雑から得られた個体(n=283)を用いて、“アリエス”における抵抗性遺伝子に密接に連鎖するDNAマーカーを調べた。配列リードより合計10,779のSNP候補を同定した。10,779のSNPマーカーのGLM分析により、キク白さび病抵抗性に有意に関連する82のSNPマーカーを同定した。
【0140】
SNPマーカーのうち、SCSE_SC004884.1_65872及びSCSE_SC000716.1_75925は、キク白さび病抵抗性に高い関連性を示した。これらの2つのSNP特異的プライマーを用いたPCR分析の結果(
図2)、それぞれの遺伝子型を決定した。dd-RAD-seqの結果は、SCSE_SC004884.1_65872の遺伝子型が、抵抗性“アリエス”においてはTTTTTCのヘテロ接合である一方で、感受性“イエロークイン”においてはTTTTTTのホモ接合であることを示した。また、SCSE_SC000716.1_75925の遺伝子型は、抵抗性“アリエス”においてはTTTTTCであり、感受性“イエロークイン”においてはTTTTTTであった。
【0141】
“アリエス”におけるキク白さび病抵抗性遺伝子(Phr2)の遺伝子座は、SCSE_SC004884.1_65872とSCSE_SC000716.1_75925との間に位置し、前者からの距離は1.4cMであり、後者からの距離は2.1cMであった。最近傍SNPマーカーSCSE_SC004884.1_65872における“アリエス”の対立遺伝子のパターンはTTTTTCであり、SNPのC対立遺伝子及びPhr2遺伝子座が、“アリエス”のゲノムにおいて相引であることを示している。SCSE_SC000716.1_75925でも同様に、TTTTTCのC対立遺伝子が、Phr2と相引であることが示された。SCSE_SC004884.1_65872におけるC対立遺伝子の分離は、有り:無しが143:140の比率であり、SCSE_SC000716.1_75925におけるC対立遺伝子の分離は、151:132であった。
【0142】
両マーカーの遺伝子型とキク白さび病抵抗性との関係について、“アリエス”型の対立遺伝子を有する142の植物は抵抗性であった。131の植物はいずれの対立遺伝子も有さず、全て感受性であった。
【0143】
[実施例2]
〔材料及び方法〕
(病原菌及び接種方法)
実施例2における病原菌及び接種方法は、上述した実施例1と同様とした。
【0144】
(品種及びF1個体群)
“アリエス”と“イエロークイン”との相互交雑から、F1個体群を得た。子房親“アリエス”×花粉親“イエロークイン”から64の苗と、子房親“イエロークイン”×花粉親アリエスから592の苗を得た。合計656株のF1個体の母株を、市販の園芸土壌(クレハ園芸培土、クレハ化学製)を含むプラスチックポット(内径12cm、1ポットあたり1苗)内に植え、18℃~25℃、自然日長+6時間の暗期中断条件の温室内で、採穂用株として維持した。
【0145】
“アリエス”と“イエロークイン”のゲノムDNAを、DNeasy Plant Mini Kit(Qiagen製)を用いて、茎頂(生重量30mg)から抽出した。
【0146】
(dd-RAD-Seq分析)
インサート長500塩基のペアードエンドライブラリーを調整後、ライブラリーのヌクレオチド配列を、HiSeq X Ten(Illumina)プラットフォームにおいて決定した。
【0147】
(データ処理)
得られたリードデータは、SOAPdenovo2ソフトウェアを用いてk-mer=101でアセンブリした。塩基長が500以上のアセンブリ配列を抽出し、minimap2ソフトウェアを用いて、参照として用いたC.seticuspeのゲノム配列上にマッピングした。
【0148】
(連鎖解析)
連鎖解析をJoinMap 4.1 software (Kyazma B.V.製)により行った。656株のF1個体について、分子マーカー(a)(SCSE_SC004884.1_65872)及び分子マーカー(b)(SCSE_SC000716.1_75925)に連鎖するSNPの遺伝子型データ及びキク白さび病抵抗性の表現型データを、JoinMap 4.1 softwareにインポートし、初期回帰マッピングパラメータを用いてマップを構築した。
【0149】
(SNPマーカー-抵抗性関連性の解析)
分子マーカー(a)及び分子マーカー(b)の2つのSNP間の領域に関して、“アリエス”及び“イエロークイン”の塩基配列情報を比較し、SNPを同定した。同定したSNPから、“アリエス”において分子マーカー(a)及び分子マーカー(b)に連鎖するものを、PCR法により選抜した。PCR条件は、実施例1と同様とした。
【0150】
“アリエス”において分子マーカー(a)と分子マーカー(b)との間に得られたSNPとして、46.1-19(分子マーカー(c))、46.5-16(分子マーカー(d))、47.0-3(分子マーカー(e))、47.5-2(分子マーカー(f))、48.0-5(分子マーカー(g))、48.5-10(分子マーカー(h))、49.0-15(分子マーカー(i))、及び50.0-3(分子マーカー(j))の8つを選抜した。それぞれSNP特異的プライマーを設計した(表2)。
【0151】
【0152】
〔結果〕
“アリエス”と感受性“イエロークイン”との交雑から得られた個体(n=656)を用いて、“アリエス”におけるキク白さび病抵抗性遺伝子(Phr2)と、分子マーカー(a)~分子マーカー(j)との連鎖関係を調べた。Phr2からの遺伝距離は、それぞれ、分子マーカー(a)は0.9cM、分子マーカー(b)は2.2cM、分子マーカー(c)及び分子マーカー(d)は0.4cM、分子マーカー(e)~分子マーカー(h)は0cM、分子マーカー(i)は0.3cM、分子マーカー(j)は0.6cMであった(
図3)。
図3は、キク白さび病抵抗性遺伝子と分子マーカーとの遺伝距離を示す図である。
【0153】
Phr2からの遺伝距離が0cMであった分子マーカー(e)~分子マーカー(h)について、“アリエス”型のアレルを有するF1個体はすべて抵抗性であった。すなわち、これらの分子マーカーが、キク白さび病抵抗性遺伝子に完全に連鎖した分子マーカーであることが示された。