JP2005229845A - Gene marker connected to gene locus participating on length of glumes and its utilization - Google Patents

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和義 武田
Kazuhiro Sato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gene marker existing in the genome DNA of a gramineous plant such as barley and connected to a gene locus participating on the length of glumes, and to provide a method for utilizing the gene marker. <P>SOLUTION: The detailed chain map of barley was made, and a QTL analysis was carried out. Thus, two groups of gene markers connected to gene loci participating on the lengths of glumes, respectively, and boarded on barley 5H chromosome, and a group of gene markers connected to a gene locus participating on the length of glumes and boarded on barley 7H chromosome were found. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規遺伝マーカーおよびその利用法に関するものであり、特に、オオムギ等のイネ科植物における護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーと、その利用に関するものである。   The present invention relates to a novel genetic marker and a method for using the same, and more particularly, to a genetic marker linked to a genetic locus involved in gall in a grass family such as barley and the use thereof.

イネ科植物の小花の脇の部分に付いている護頴の長さは、種や品種によりその長さが異なることが知られている。護頴が長ければ雨滴や露などで穂の表面の湿度が高くなるので、病原菌が繁殖したり穂発芽の発生する誘因となる。また、護頴長を観察すれば、種や品種を区別することが可能となり、他の品種と異なる護頴長を有する品種を育成すれば、異品種の混入を容易に識別することができる。   It is known that the length of the gull attached to the side of the floret of the gramineous plant differs depending on the species and variety. The longer the protection, the higher the humidity on the surface of the ears due to raindrops and dew, etc., leading to the propagation of pathogenic bacteria and the occurrence of germination. In addition, it is possible to discriminate between species and varieties by observing guardian chiefs, and mixing varieties of different varieties can be easily identified by breeding varieties having guardian lengths different from other varieties.

従来、作物の育種は目標形質を有する栽培品種や野生種等を交配し、多数の個体を実際に栽培して目標形質を有する個体を選抜し、当該目標形質を遺伝的に固定化しなければならず、広大な圃場や多大な人力、相当の年月が必要であった。例えば、護頴長を目標形質とした場合には、選抜対象集団を栽培し、各個体が出穂した後に護頴長を実際に測定することにより、選抜すべき個体を特定しなければならなかった。また、目標形質が栽培環境因子に影響を受けやすい形質であれば、選抜個体が発現している目標形質が遺伝子の表現型であるか否かの判定が困難であった。   Conventionally, for breeding crops, it is necessary to cross cultivated varieties or wild varieties with a target trait, actually cultivate many individuals, select individuals with the target trait, and genetically fix the target trait First of all, it required a vast field, a lot of human power, and considerable years. For example, in the case where the chief guardian was the target trait, it was necessary to identify the individuals to be selected by cultivating the selection target population and actually measuring the chief guard after each individual headed . Further, if the target trait is a trait that is easily affected by the cultivation environment factor, it is difficult to determine whether or not the target trait expressed by the selected individual is a gene phenotype.

そこで、近年は育種期間の短縮、労働力および圃場面積の縮減、有用遺伝子の確実な選抜を図るため、遺伝マーカーを指標とした選抜による育種法が用いられるようになってきた。このような遺伝マーカーによる育種では、マーカーの遺伝子型により幼苗段階で選抜が可能となり、目標形質の有無の確認も容易となる。したがって、遺伝マーカーを利用すれば効率的な育種が実現可能である。そして、遺伝マーカーを利用した育種を実現するためには、目標形質に強く連鎖した遺伝マーカーの開発が必須となる。   Therefore, in recent years, breeding methods by selection using genetic markers as indices have been used in order to shorten the breeding period, reduce labor and field area, and reliably select useful genes. In breeding with such a genetic marker, selection can be made at the seedling stage depending on the genotype of the marker, and the presence or absence of the target trait can be easily confirmed. Therefore, efficient breeding can be realized by using genetic markers. In order to achieve breeding using genetic markers, it is essential to develop genetic markers that are strongly linked to the target trait.

ところで、農業上重要な形質の多くは、雑種後代で連続的な変異を示すものが多い。このような形質は、時間や長さなどの量的な尺度で測定されるので量的形質と呼ばれている。上記護頴長も量的形質の1つであることが知られている。量的形質は一般に、単一主働遺伝子支配の形質ではなく、複数の遺伝子の作用によって決定されている場合が多い。作物の育種において改良対象とされる形質の多く、例えば収量や品質・食味等はこの量的形質であることが多い。   By the way, many of the traits important in agriculture are many that show continuous mutations in hybrid progeny. Such traits are called quantitative traits because they are measured on a quantitative scale such as time and length. It is known that the armor guard is also one of quantitative traits. In general, quantitative traits are often determined by the action of multiple genes, rather than a single dominant gene-dominated trait. Many traits that are targeted for improvement in crop breeding, such as yield, quality, and taste, are often quantitative traits.

このような量的形質を司る遺伝子が染色体上に占める遺伝的な位置をQTL(Quantitative Trait Loci、量的形質遺伝子座)と称する。QTLを推定する方法として、QTLの近傍に存在する遺伝マーカーを利用するQTL解析が用いられる。1980年代後半にDNAマーカーが登場すると、DNAマーカー利用による詳細な連鎖地図作成が大きく進み、その地図に基づいて多くの生物でQTL解析が行われるようになった。   A genetic position occupied by such a gene that governs quantitative traits on a chromosome is referred to as QTL (Quantitative Trait Loci). As a method of estimating QTL, QTL analysis using a genetic marker existing in the vicinity of QTL is used. With the advent of DNA markers in the late 1980s, detailed linkage map creation using DNA markers has greatly progressed, and QTL analysis has been performed on many organisms based on the maps.

以上のように、目標形質に連鎖する遺伝マーカーの開発は、染色体全体をカバーできる詳細な連鎖地図に基づいた精度の高いQTL解析により可能となり、得られた遺伝マーカーを利用することにより、効率的な育種が実現できるといえる。   As described above, the development of genetic markers linked to the target trait is enabled by high-accuracy QTL analysis based on a detailed linkage map that can cover the entire chromosome, and by using the obtained genetic markers, it is efficient. It can be said that simple breeding can be realized.

上記遺伝マーカーに関する技術としては、オオムギを例に挙げると、1)オオムギにアルミニウム耐性を付与する遺伝子に連鎖する遺伝マーカーとその利用に関する技術(特許文献1参照)や、2)オオムギ染色体由来の核酸マーカーをコムギの背景で検出するための新規なプライマーセット(特許文献2参照)とその利用に関する技術等が、本発明者らによって提案されている。
特開2002−291474号公報(2002(平成14)年10月8日公開) 特開2003−111593号公報(2003(平成15)年4月15日公開)
Examples of techniques related to the genetic marker include, for example, barley, 1) a genetic marker linked to a gene that confers aluminum resistance to barley and a technique related to its use (see Patent Document 1), and 2) a nucleic acid derived from a barley chromosome. The present inventors have proposed a novel primer set (see Patent Document 2) for detecting a marker in the background of wheat, a technique relating to its use, and the like.
JP 2002-291474 A (published on October 8, 2002) JP 2003-111593 A (published on April 15, 2003)

上述のように、イネ科植物の護頴長は、長ければ雨滴や露などで穂の表面の湿度が高くなるので、病原菌が繁殖したり穂発芽の発生する誘因となる。また、種や品種を区別するために利用することができるため、護頴長の改変は重要な育種目標の1つである。しかし、護頴長は栽培環境因子に影響を受けやすい形質であり、複数の遺伝子座が関与する場合が多いため、実際に護頴長を調査する選抜方法では護頴長に関与する遺伝子(遺伝子座)を確実に選抜しているか否かを確認することが困難である。そこで護頴長を改変した植物の育種には遺伝マーカーを利用することが非常に有効である。護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーが開発され、利用可能となれば、護頴長改変植物の育種の大幅な効率化を実現することが可能となる。   As described above, the gall of a gramineous plant increases the humidity of the surface of the ear due to raindrops, dew, etc., and this causes the germs to propagate and germination of the ear. In addition, since it can be used for distinguishing between species and varieties, the modification of the guard is one of the important breeding goals. However, since a guardian is a trait that is easily affected by cultivation environment factors and often involves multiple loci, the selection method for actually surveying the guardian is a gene (gene) It is difficult to confirm whether or not the seat has been selected. Therefore, it is very effective to use genetic markers for breeding plants with modified armor. If a genetic marker linked to a locus related to the long guard is developed and made available, it will be possible to achieve significant efficiency in breeding the long head modified plant.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、イネ科植物、特にオオムギにおける護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する新規遺伝マーカーと、その代表的な利用法とを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a novel genetic marker linked to a locus involved in a gall in gramineous plants, particularly barley, and a typical use thereof. It is to provide.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、発明者らが有するオオムギEST配列に基づいてプライマーセットを設計し、当該プライマーセットにより増幅されるオオムギゲノム断片の多型の有無により遺伝マーカー(DNAマーカー)を開発した。さらに、醸造用オオムギ「はるな二条」と野生オオムギ「H602」の交雑F1から作出した倍加半数体(doubled haploid、以下「DH」と略記する。)集団を材料として、上記遺伝マーカー間の連鎖を検出して、当該DH系統の連鎖地図を作成し、この連鎖地図に基づいて護頴長に関与する遺伝子座のQTL解析を行った。その結果、護頴長に関与する遺伝子座を5H染色体上に2つ、7H染色体上に1つ検出した。本発明者等はさらに解析を進め、これら護頴長に関与する遺伝子座にそれぞれ連鎖する新規遺伝マーカーを見いだした。すなわち本発明は、上記新規知見により完成されたものであり、以下の発明を包含する。   In order to solve the above problems, the present inventors designed a primer set based on the barley EST sequence possessed by the inventors, and determined whether or not a genetic marker (DNA Marker) was developed. Furthermore, using a doubled haploid (hereinafter abbreviated as “DH”) population produced from a cross F1 of brewing barley “Haruna Nijo” and wild barley “H602”, the linkage between the above genetic markers is detected. And the linkage map of the said DH system | strain was created, and the QTL analysis of the gene locus which concerns on a guardian chief was performed based on this linkage map. As a result, two loci associated with the guardian were detected on the 5H chromosome and one on the 7H chromosome. The present inventors further analyzed and found novel genetic markers linked to the loci involved in these guardians. That is, this invention is completed by the said novel knowledge, and includes the following inventions.

すなわち本発明にかかる遺伝マーカーは、イネ科植物のゲノムDNA中に存在し、護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーであって、上記護頴長に関与する遺伝子座から0ないし11センチモルガンの範囲内の距離に位置することを特徴としている。上記遺伝マーカーは、護頴長に関与する遺伝子座に強連鎖するため、当該遺伝マーカーと護頴長に関与する遺伝子座間で分離して組み換えが起こる確率は低い。それゆえ上記遺伝マーカーを用いることによって、例えば護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の取得、護頴長改変イネ科植物の生産(作出)・判別等を行うことが可能となる。   That is, the genetic marker according to the present invention is a genetic marker that is present in the genomic DNA of a grass family and is linked to a locus related to the armor length, and is 0 to 11 from the locus related to the armor length. It is characterized by being located at a distance within the range of a centimorgan. Since the genetic marker is strongly linked to the locus related to the guardian, the probability that recombination occurs between the genetic marker and the locus related to the guardian is low. Therefore, by using the genetic marker, for example, it is possible to obtain a DNA fragment containing a gene locus involved in the guard armor, to produce (produce) or discriminate a guardian arm-modified grass family.

さらに本発明にかかる遺伝マーカーは、上記イネ科植物がムギ類であることを特徴としている。それゆえ上記遺伝マーカーを用いることによって、オオムギ・コムギ等のムギ類において護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の取得、護頴長改変ムギ類の生産(作出)・判別等を行うことが可能となる。   Furthermore, the genetic marker according to the present invention is characterized in that the Gramineae plant is a wheat. Therefore, by using the above genetic markers, the acquisition of DNA fragments containing the locus related to the armor length in barley, wheat, etc., production (production), discrimination, etc. of the armor length modified wheat Is possible.

さらに本発明にかかる遺伝マーカーは、上記ムギ類がオオムギであることを特徴としている。それゆえ上記遺伝マーカーを用いることによって、オオムギにおいて護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の取得、護頴長改変オオムギの生産(作出)・判別等を行うことが可能となる。   Furthermore, the genetic marker according to the present invention is characterized in that the wheat is a barley. Therefore, by using the above genetic marker, it is possible to obtain a DNA fragment containing a gene locus involved in the armor length in barley, to produce (produce) or discriminate the armor length modified barley.

さらに本発明にかかる遺伝マーカーは、上記ゲノムDNAが5H染色体であることを特徴としている。それゆえ上記遺伝マーカーを用いることによって、オオムギの5H染色体上に存在する護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の取得、護頴長改変オオムギの生産(作出)・判別等を行うことが可能となる。   Furthermore, the genetic marker according to the present invention is characterized in that the genomic DNA is a 5H chromosome. Therefore, by using the above genetic marker, it is possible to obtain a DNA fragment containing a locus related to the armor length existing on the 5H chromosome of barley, to produce (produce) or discriminate the armor length modified barley. It becomes possible.

さらに本発明にかかる遺伝マーカーは、配列番号1に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号2に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第一プライマーセットを用いて増幅されることを特徴としている。上記第一プライマーセットを用いてPCR等の増幅反応を行えば当該遺伝マーカーを容易に増幅・検出することが可能となり、護頴長改変イネ科植物の判別を容易に行うことができる。   Furthermore, the genetic marker according to the present invention is amplified using a first primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 2. It is a feature. When an amplification reaction such as PCR is carried out using the first primer set, the genetic marker can be easily amplified and detected, and the gill length-modified grass family can be easily identified.

また本発明にかかる遺伝マーカーは、配列番号3に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号4に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第二プライマーセットを用いて増幅されることを特徴としている。上記第二プライマーセットを用いてPCR等の増幅反応を行えば当該遺伝マーカーを容易に増幅・検出することが可能となり、護頴長改変イネ科植物の判別を容易に行うことができる。   The genetic marker according to the present invention is amplified using a second primer set that is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 4. It is a feature. When an amplification reaction such as PCR is carried out using the second primer set, the genetic marker can be easily amplified and detected, and the gill length-modified grass family can be easily identified.

また本発明にかかる遺伝マーカーは、配列番号5に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号6に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第三プライマーセットを用いて増幅されることを特徴としている。上記第三プライマーセットを用いてPCR等の増幅反応を行えば当該遺伝マーカーを容易に増幅・検出することが可能となり、護頴長改変イネ科植物の判別を容易に行うことができる。   The genetic marker according to the present invention is amplified using a third primer set that is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. It is a feature. When an amplification reaction such as PCR is carried out using the third primer set, the genetic marker can be easily amplified and detected, and the gill length-modified grass family can be easily identified.

また本発明にかかる遺伝マーカーは、配列番号7に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号8に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第四プライマーセットを用いて増幅されることを特徴としている。上記第四プライマーセットを用いてPCR等の増幅反応を行えば当該遺伝マーカーを容易に増幅・検出することが可能となり、護頴長改変イネ科植物の判別を容易に行うことができる。   The genetic marker according to the present invention is amplified using a fourth primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. It is a feature. When an amplification reaction such as PCR is performed using the fourth primer set, it is possible to easily amplify and detect the genetic marker, and it is possible to easily discriminate the gull length modified gramineous plant.

また本発明にかかる遺伝マーカーは、上記ゲノムDNAが7H染色体であることを特徴としている。それゆえ上記遺伝マーカーを用いることによって、オオムギの7H染色体上に存在する護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の取得、護頴長改変オオムギの生産(作出)・判別等を行うことが可能となる。   The genetic marker according to the present invention is characterized in that the genomic DNA is a 7H chromosome. Therefore, by using the above genetic marker, it is possible to obtain a DNA fragment containing a locus related to the armor length existing on the 7H chromosome of barley, to produce (produce) or discriminate the armor length modified barley. It becomes possible.

さらに本発明にかかる遺伝マーカーは、配列番号9に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号10に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第五プライマーセットを用いて増幅されることを特徴としている。上記第五プライマーセットを用いてPCR等の増幅反応を行えば当該遺伝マーカーを容易に増幅・検出することが可能となり、護頴長改変イネ科植物の判別を容易に行うことができる。   Furthermore, the genetic marker according to the present invention is amplified using a fifth primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 10. It is a feature. When an amplification reaction such as PCR is performed using the fifth primer set, the genetic marker can be easily amplified and detected, and the gills-modified plant can be easily identified.

また本発明にかかる遺伝マーカーは、配列番号11に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号12に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第六プライマーセットを用いて増幅されることを特徴としている。上記第六プライマーセットを用いてPCR等の増幅反応を行えば当該遺伝マーカーを容易に増幅・検出することが可能となり、護頴長改変イネ科植物の判別が容易に行うことができる。   The genetic marker according to the present invention is amplified using a sixth primer set that is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 11 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 12. It is a feature. When an amplification reaction such as PCR is performed using the sixth primer set, it is possible to easily amplify and detect the genetic marker, and to easily discriminate the gull length modified gramineous plant.

一方、本発明にかかるDNA断片の単離方法は、上記本発明にかかる遺伝マーカーを用いて護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を単離することを特徴としている。本発明にかかる遺伝マーカーは護頴長に関与する遺伝子座に強連鎖するものであり、上記遺伝マーカーを目標にクローニングを行えば、護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を容易に単離することが可能となる。   On the other hand, the method for isolating a DNA fragment according to the present invention is characterized by isolating a DNA fragment containing a gene locus involved in guardian length using the genetic marker according to the present invention. The genetic marker according to the present invention is strongly linked to a locus related to the guardian. If cloning is performed with the above genetic marker as a target, a DNA fragment containing the locus related to the guardian can be easily isolated. Can be separated.

また本発明にかかる護頴長改変イネ科植物の生産方法は、上記本発明にかかるDNA断片の単離方法により得られた上記護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を、イネ科植物のゲノムDNAに導入することを特徴としている。上記イネ科植物はムギ類であることが好ましく、オオムギであることがより好ましい。当該生産方法により、護頴長改変イネ科植物を生産することが可能となる。   In addition, the method for producing a gull length modified gramineous plant according to the present invention includes a DNA fragment containing the gene locus involved in the gall length obtained by the method for isolating a DNA fragment according to the present invention, It is characterized by being introduced into the genomic DNA. The gramineous plant is preferably wheat, and more preferably barley. By this production method, it is possible to produce a gull length modified gramineous plant.

また本発明にかかる護頴長改変イネ科植物は、上記本発明にかかる護頴長改変イネ科植物の生産方法によって得られることを特徴としている。当該護頴長改変イネ科植物によれば、品種の識別を容易に行うことが可能となる。   Moreover, the gill length modified grass plant according to the present invention is obtained by the method for producing a gall length modified grass family according to the present invention. According to the girder length modified gramineous plant, it becomes possible to easily identify the variety.

また本発明にかかる護頴長改変イネ科植物を選抜する方法は、上記本発明にかかる遺伝マーカーを指標として、護頴長改変イネ科植物を選抜する方法である。上記本発明にかかる遺伝マーカーは、護頴長に関与する遺伝子座に強連鎖するため、当該遺伝マーカーと護頴長に関与する遺伝子座間で分離して組み換えが起こる確率が非常に低い。それゆえ上記遺伝マーカーを検出することによって、試験対象植物における護頴長に関与する遺伝子座の遺伝子型を容易に判別することができ、選抜すべき個体を容易に見出すことが可能となる。   Moreover, the method for selecting a gill length modified gramineous plant according to the present invention is a method for selecting a gill length modified gynecological plant using the genetic marker according to the present invention as an index. Since the genetic marker according to the present invention is strongly linked to the locus related to the guardian, the probability that recombination occurs between the genetic marker and the locus related to the guardian is very low. Therefore, by detecting the genetic marker, it is possible to easily determine the genotype of the locus involved in the protective arm in the plant to be tested, and to easily find the individual to be selected.

本発明にかかる遺伝マーカーは、護頴長に関与する遺伝子座と連鎖するため、当該遺伝マーカーを指標として護頴長を改変したイネ科植物の育種を可能とする。したがって、護頴長改変植物の効率的な育種が実現できるという効果を奏する。より具体的には、幼苗段階で目的個体を選抜できるため、実際に植物個体の護頴長を観察した後に目的の個体を選抜する必要がなくなり、育種期間を短縮できるという効果を奏する。また、複数の遺伝子座を同時に選抜できるために、観察によって選抜するよりも、確実に目的とする遺伝子型を得ることができる。さらに、労働力および圃場面積を縮減できるという効果を奏する。   Since the genetic marker according to the present invention is linked to the locus related to the guardian chief, it is possible to breed a grass family plant with a modified chief guardian using the genetic marker as an index. Therefore, there is an effect that an efficient breeding of the gill length modified plant can be realized. More specifically, since the target individual can be selected at the seedling stage, it is not necessary to select the target individual after actually observing the protective length of the plant individual, and the breeding period can be shortened. In addition, since a plurality of gene loci can be selected at the same time, the target genotype can be surely obtained rather than selecting by observation. In addition, the labor force and the field area can be reduced.

また、本発明にかかる遺伝マーカーを指標として選抜育種を行えば、栽培環境因子による表現型への影響を排除することが可能となる。したがって、有用遺伝子(遺伝子座)の確実な選抜ができるという効果を奏する。   Moreover, if selective breeding is performed using the genetic marker according to the present invention as an index, the influence on the phenotype by the cultivation environment factor can be eliminated. Therefore, there is an effect that reliable selection of useful genes (locus) can be achieved.

さらに、上記遺伝マーカーを指標として選択的に育種された護頴長改変植物は、病原菌が繁殖したり穂発芽の発生を抑制できるとともに、種や品種の識別が容易となり、異種または異品種の混入を排除できるという効果を奏する。   Furthermore, the planted gill plant that has been selectively bred using the above genetic marker as an index can suppress the germination of pathogenic bacteria and the occurrence of ear germination, and can easily identify species and varieties. There is an effect that can be eliminated.

本発明の実施の一形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   An embodiment of the present invention will be described as follows. Note that the present invention is not limited to this.

本発明は、イネ科植物における護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーとその利用の一例とに関するものである。以下、本発明にかかる遺伝マーカー、本発明の利用の一例について説明する。   The present invention relates to a genetic marker linked to a genetic locus involved in gills in grasses and an example of its use. Hereinafter, a genetic marker according to the present invention and an example of use of the present invention will be described.

(1)本発明にかかる遺伝マーカー
本発明にかかる遺伝マーカーは、イネ科植物のゲノムDNA中に存在し、護頴長に関与する遺伝子座に連鎖しているものであればよい。イネ科植物としてはムギ類であることが好ましく、オオムギであることが特に好ましい。イネ科植物とは、オオムギ属、コムギ属、イネ等の植物であればよく、特に限定されるものではない。また、ムギ類とは、例えばオオムギ、コムギ、ライムギ、ライコムギ、エンバク等を意味する。
(1) Genetic marker according to the present invention The genetic marker according to the present invention may be any genetic marker as long as it is present in the genomic DNA of a gramineous plant and is linked to a genetic locus involved in the armor. As the gramineous plant, wheat is preferable, and barley is particularly preferable. The grass family plant is not particularly limited as long as it is a plant such as barley, wheat, and rice. The wheat refers to, for example, barley, wheat, rye, triticale, oat and the like.

護頴長とは、小花の脇に付いている護頴の長さを意味し、実際に測定した長さを記録する。イネ科植物において護頴長は長ければ雨滴や露などで穂の表面の湿度が高くなるので、病原菌が繁殖したり穂発芽の発生する誘因となる。また、種や品種によってその長さが異なることが知られている。したがって、護頴長の短い品種を育成すれば、障害に対する抵抗性を付与することができ、また、他の品種と異なる護頴長を有する品種を育成すれば、異品種等の混入を容易に識別することができる。そのため、護頴長の改変は重要な育種目標の1つである。   The guard length means the length of the guard attached to the side of the floret and records the actual measured length. In the grass family, the longer the guard, the higher the humidity on the surface of the ears due to raindrops and dew, etc., which causes the germination of pathogenic bacteria and the occurrence of ear germination. It is also known that the length varies depending on the species and variety. Therefore, it is possible to impart resistance to obstacles by cultivating varieties with a short protective arm, and it is easy to mix different varieties by cultivating varieties having a protective arm length different from other varieties. Can be identified. Therefore, the modification of the chief guard is one of the important breeding goals.

護頴長は量的形質であり、複数の遺伝子座により決定される形質である。量的形質はQTL解析により当該量的形質に関与している遺伝子座の染色体上の位置を推定することができる。以下、本発明者らがオオムギにおいて開発した護頴長に関与する遺伝子座と連鎖する遺伝マーカーについて詳細に説明する。なお、本発明に係る遺伝マーカーはこれらに限定されるものではない。   A guardian chief is a quantitative trait that is determined by multiple loci. With respect to quantitative traits, the position of the gene locus involved in the quantitative trait on the chromosome can be estimated by QTL analysis. Hereinafter, the genetic marker linked to the gene locus related to the guard chief developed in the barley by the present inventors will be described in detail. The genetic markers according to the present invention are not limited to these.

本発明者らは、醸造用オオムギ「はるな二条」と野生オオムギ「H602」との交雑F1から作出した倍加半数体(DH)集団を用いて、高密度連鎖地図を作成した。すなわち、本発明者らが有するオオムギEST(expressed sequence tag)配列に基づいて設計されたプライマーセットを用いてオオムギゲノムDNAを増幅し、「はるな二条」と「H602」との間に増幅断片長の多型を有するものや、増幅断片長の制限酵素による消化のパターンが異なる多型を有するものを特定し、これらのDNAマーカーを含む約500遺伝子座からなる連鎖地図を構築した。この連鎖地図および本発明者らが測定した上記DH集団93個体についての護頴長のデータに基づいて、護頴長に関与する遺伝子座のQTL解析を行った。その結果、護頴長に関与する遺伝子座を5H染色体上に2つ、7H染色体上に1つ検出した。本発明に係る遺伝マーカーは5H染色体上に座乗する2つの護頴長に関与する遺伝子座のうち一方の護頴長に関与する遺伝子座を挟み、最も近傍に位置する2つの遺伝マーカーと、他方の護頴長に関与する遺伝子座を挟み、最も近傍に位置する2つの遺伝マーカーと、7H染色体上に座乗する護頴長に関与する遺伝子座を挟み、最も近傍に位置する2つの遺伝マーカーである。発明者らは5H染色体上に検出された一方の護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーを「k00029」および「k02989」、他方の護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーを「k05217」および「k00839」、7H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーを「k00610」および「k02212」と命名した。   The present inventors created a high-density linkage map using a doubled haploid (DH) population produced from a cross F1 of brewing barley “Haruna Nijo” and wild barley “H602”. That is, barley genomic DNA was amplified using a primer set designed based on the barley EST (expressed sequence tag) sequence possessed by the present inventors, and the length of the amplified fragment was determined between “Haruna Nijo” and “H602”. Those having polymorphisms and those having polymorphisms that differ in the digestion pattern of the amplified fragment length by restriction enzymes were identified, and a linkage map comprising about 500 loci including these DNA markers was constructed. Based on this linkage map and the data of the armor length for the 93 individuals of the DH population measured by the present inventors, QTL analysis of the gene locus involved in the armor length was performed. As a result, two loci associated with the guardian were detected on the 5H chromosome and one on the 7H chromosome. The genetic marker according to the present invention sandwiches a gene locus involved in one of the two guards located on the 5H chromosome, the two genetic markers located closest to each other, The two genetic markers located closest to each other, with the two genetic markers located closest to the other gene locus associated with the other armor guard, and the gene locus associated with the armor guard sitting on the 7H chromosome. It is a marker. The inventors have identified genetic markers linked to a locus associated with one of the guardian lengths detected on the 5H chromosome as “k00029” and “k02989”, and genetic markers linked to the locus associated with the other guardian length. Were designated as “k05217” and “k00839”, and genetic markers linked to the loci involved in the guard arm detected on the 7H chromosome were designated as “k00610” and “k02212”.

k00029は、
CATTTTGCTGAGGCAGTGAA(配列番号1)に示される塩基配列を有するプライマー、および
GGTGCTTCGAGAAGAAGGTG(配列番号2)に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第一プライマーセットを用いてオオムギゲノムDNAを鋳型として増幅されるDNAマーカーであり、上記5H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座から短腕側に約0センチモルガン(以下cMと表示する)の距離に座乗している。上記プライマー配列は、発明者らが独自に開発したオオムギEST配列の1つ(ESTクローン名:baak12d06、配列番号23)に基づいて設計されている。図1に当該ESTの塩基配列を示した。下線を付した部分が上記プライマー配列(配列番号1)および上記プライマー配列(配列番号2)の相補配列である。はるな二条の増幅産物とH602の増幅産物との間にSNP(single nucleotide polymorphisms;一塩基多型)がある。図2に両者の増幅産物の塩基配列のうち、上記SNPを含む部分の塩基配列を示した。上がH602の塩基配列(配列番号13)であり、下がはるな二条の塩基配列(配列番号14)である。□で囲んだ塩基がSNPである。下線部が制限酵素HhaIの認識配列(GCGC)を示す。図2から明らかなように、はるな二条の増幅産物は制限酵素HhaIの認識配列(GCGC)を有しているためHhaIで切断されるが、H602の増幅産物は上記認識配列部分のGがAに変異しているため(ACGC)制限酵素HhaIで切断されない。すなわち、本遺伝マーカーk00029は、CAPS(cleaved amplified polymorphic sequence)マーカーであり、上記第一プライマーセットによる増幅と、増幅産物の制限酵素HhaI切断により、対象個体が当該5H染色体に座乗する護頴長に関与する遺伝子座の対立遺伝子について、はるな二条型の遺伝子型を有するか、H602型の遺伝子型を有するかを判別できる。
k00029 is
Amplified using barley genomic DNA as a template using a first primer set that is a combination of a primer having the base sequence shown in CATTTTGCTGAGGCAGTGAA (SEQ ID NO: 1) and a primer having the base sequence shown in GGTGCTTCGAGAAGAAGGTG (SEQ ID NO: 2) It is a DNA marker that sits at a distance of about 0 centmorgan (hereinafter referred to as cM) on the short arm side from the locus related to the armor length detected on the 5H chromosome. The primer sequence is designed based on one of the barley EST sequences independently developed by the inventors (EST clone name: baak12d06, SEQ ID NO: 23). FIG. 1 shows the nucleotide sequence of the EST. The underlined portion is the primer sequence (SEQ ID NO: 1) and the complementary sequence of the primer sequence (SEQ ID NO: 2). There is SNP (single nucleotide polymorphisms) between the Haruna Nijo amplification product and the H602 amplification product. FIG. 2 shows the base sequence of the portion containing the SNP in the base sequences of both amplification products. The top is the base sequence of H602 (SEQ ID NO: 13), and the bottom is Haruna Nijo's base sequence (SEQ ID NO: 14). The base surrounded by □ is SNP. The underlined portion indicates the recognition sequence (GCGC) of the restriction enzyme HhaI. As is apparent from FIG. 2, the Haruna Nijo amplification product has a recognition sequence (GCGC) of the restriction enzyme HhaI and is cleaved with HhaI. Since it is mutated (ACGC), it is not cleaved by the restriction enzyme HhaI. That is, the present genetic marker k0209 is a CAPS (cleaved amplified polymorphic sequence) marker, and the target individual sits on the 5H chromosome by amplification with the first primer set and restriction enzyme HhaI cleavage of the amplified product. It is possible to discriminate whether the alleles at the gene locus involved in have a Haruna Nijo type genotype or an H602 type genotype.

k02989は、
ATCCGTTGGCAAGACAAGAC(配列番号3)に示される塩基配列を有するプライマー、および
GTGCCTACCAGCCTCATCAT(配列番号4)に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第二プライマーセットを用いてオオムギゲノムDNAを鋳型として増幅される遺伝マーカーであり、上記5H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座から長腕側に約6.9cMの距離に座乗している。上記プライマー配列は、発明者らが独自に開発したオオムギEST配列の1つ(ESTクローン名:bags33j12、配列番号24)に基づいて設計されている。図3に当該ESTの塩基配列を示した。下線を付した部分が上記プライマー配列(配列番号3)および上記プライマー配列(配列番号4)の相補配列である。はるな二条の増幅産物とH602の増幅産物との間にSNPがある。図4に両者の増幅産物の塩基配列のうち、上記SNPを含む部分の塩基配列を示した。上がH602の塩基配列(配列番号15)であり、下がはるな二条の塩基配列(配列番号16)である。□で囲んだ塩基がSNPである。下線部が制限酵素BanIIの認識配列(G[GA]GC[CT]C)を示す。図4から明らかなように、H602の増幅産物は制限酵素BanIIの認識配列(GAGCTC)を有しているためBanIIで切断されるが、はるな二条の増幅産物は上記認識配列部分のCがTに変異しているため(GAGTTC)制限酵素BanIIで切断されない。すなわち、本遺伝マーカーk02989は、CAPSマーカーであり、上記第二プライマーセットによる増幅と、増幅産物の制限酵素BanII切断により、対象個体が当該5H染色体に座乗する護頴長に関与する遺伝子座の対立遺伝子について、はるな二条型の遺伝子型を有するか、H602型の遺伝子型を有するかを判別できる。
k02989 is
Amplified using barley genomic DNA as a template using a second primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown by ATCCGTTGCAAGACAAGAC (SEQ ID NO: 3) and a primer having the base sequence shown by GTGCCTACCACGCTCATCAT (SEQ ID NO: 4) It is a genetic marker that sits at a distance of about 6.9 cM on the long arm side from the locus related to the armor length detected on the 5H chromosome. The primer sequence is designed based on one of the barley EST sequences uniquely developed by the inventors (EST clone name: bags33j12, SEQ ID NO: 24). FIG. 3 shows the nucleotide sequence of the EST. The underlined portion is the primer sequence (SEQ ID NO: 3) and the complementary sequence of the primer sequence (SEQ ID NO: 4). There is a SNP between the Haruna Nijo amplification product and the H602 amplification product. FIG. 4 shows the base sequence of the portion containing the above SNP in the base sequences of both amplification products. The top is the base sequence of H602 (SEQ ID NO: 15), and the bottom is Haruna Nijo base sequence (SEQ ID NO: 16). The base surrounded by □ is SNP. The underlined portion indicates the recognition sequence of restriction enzyme BanII (G [GA] GC [CT] C). As is apparent from FIG. 4, the amplification product of H602 has a restriction enzyme BanII recognition sequence (GAGCTC) and is thus cleaved by BanII. In the case of Haruna Nijo amplification product, C in the recognition sequence portion is changed to T. Since it is mutated (GAGTTC), it is not cleaved by the restriction enzyme BanII. That is, the present genetic marker k02989 is a CAPS marker, and the gene locus involved in the armor length that the subject individual sits on the 5H chromosome by amplification with the second primer set and the restriction enzyme BanII cleavage of the amplification product. It can be determined whether the allele has a Haruna Nijo type genotype or an H602 type genotype.

k05217は、
ATCGACCCGAGTCTGCATAG(配列番号5)に示される塩基配列を有するプライマー、および
TCGACGCAGCACTAGGAATA(配列番号6)に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第三プライマーセットを用いてオオムギゲノムDNAを鋳型として増幅される遺伝マーカーであり、上記5H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座から短腕側に約1.9cMの距離に座乗している。上記プライマー配列は、発明者らが独自に開発したオオムギEST配列の1つ(ESTクローン名:basd2a02、配列番号25)に基づいて設計されている。図5に当該ESTの塩基配列を示した。下線を付した部分が上記プライマー配列(配列番号5)および上記プライマー配列(配列番号6)の相補配列である。はるな二条の増幅産物とH602の増幅産物との間にSNPがある。図6に両者の増幅産物の塩基配列のうち、上記SNPを含む部分の塩基配列を示した。上がH602の塩基配列(配列番号17)であり、下がはるな二条の塩基配列(配列番号18)である。□で囲んだ塩基がSNPである。下線部が制限酵素HinfIの認識配列(GA[ACGT]TC)を示す。図6から明らかなように、はるな二条の増幅産物は制限酵素HinfIの認識配列(GACTC)を有しているためBanIIで切断されるが、H602の増幅産物は上記認識配列部分のGがCに変異しているため(CACTC)制限酵素HinfIで切断されない。すなわち、本遺伝マーカーk05217は、CAPSマーカーであり、上記第三プライマーセットによる増幅と、増幅産物の制限酵素HinfI切断により、対象個体が当該5H染色体に座乗する護頴長に関与する遺伝子座の対立遺伝子について、はるな二条型の遺伝子型を有するか、H602型の遺伝子型を有するかを判別できる。
k05217 is
Amplified using barley genomic DNA as a template using a third primer set that is a combination of a primer having the base sequence shown by ATCGACCCGAGTCTGCATAG (SEQ ID NO: 5) and a primer having the base sequence shown by TCGACGGCAGCACTAGGAATA (SEQ ID NO: 6) This genetic marker is located at a distance of about 1.9 cM on the short arm side from the locus related to the armor length detected on the 5H chromosome. The primer sequence is designed based on one of the barley EST sequences independently developed by the inventors (EST clone name: basd2a02, SEQ ID NO: 25). FIG. 5 shows the nucleotide sequence of the EST. The underlined portion is the primer sequence (SEQ ID NO: 5) and the complementary sequence of the primer sequence (SEQ ID NO: 6). There is a SNP between the Haruna Nijo amplification product and the H602 amplification product. FIG. 6 shows the base sequence of the portion containing the above SNP in the base sequences of both amplification products. The top is the base sequence of H602 (SEQ ID NO: 17), and the bottom is Haruna Nijo base sequence (SEQ ID NO: 18). The base surrounded by □ is SNP. The underlined portion indicates the recognition sequence (GA [ACGT] TC) of the restriction enzyme HinfI. As is clear from FIG. 6, the amplification product of Haruna Nijo has the recognition sequence (GACTC) of the restriction enzyme HinfI, so that it is cleaved by BanII. Since it is mutated (CACTC), it is not cleaved by the restriction enzyme HinfI. That is, the present genetic marker k05217 is a CAPS marker, and is a gene locus involved in a guardian who sits on the 5H chromosome by the amplification by the third primer set and the restriction enzyme HinfI cleavage of the amplification product. It can be determined whether the allele has a Haruna Nijo type genotype or an H602 type genotype.

k00839は、
TCATCGCACTTGCGAGTTTA(配列番号7)に示される塩基配列を有するプライマー、および
GATCGGGAACATTTCCACTG(配列番号8)に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第四プライマーセットを用いてオオムギゲノムDNAを鋳型として増幅される遺伝マーカーであり、上記5H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座から長腕側に約6.3cMの距離に座乗している。上記プライマー配列は、発明者らが独自に開発したオオムギEST配列の1つ(ESTクローン名:baak4j01、配列番号26)に基づいて設計されている。図7に当該ESTの塩基配列を示した。下線を付した部分が上記プライマー配列(配列番号7)および上記プライマー配列(配列番号8)の相補配列である。はるな二条の増幅産物とH602の増幅産物との間にSNPがある。図8に両者の増幅産物の塩基配列のうち、上記SNPを含む部分の塩基配列を示した。上がH602の塩基配列(配列番号19)であり、下がはるな二条の塩基配列(配列番号20)である。□で囲んだ塩基がSNPである。下線部が制限酵素PstIの認識配列(CTGCAG)を示す。図8から明らかなように、はるな二条の増幅産物は制限酵素PstIの認識配列(CTGCAG)を有しているためPstIで切断されるが、H602の増幅産物は上記認識配列部分のCがTに変異しているため(TTGCAG)制限酵素PstIで切断されない。すなわち、本遺伝マーカーk00839は、CAPSマーカーであり、上記第四プライマーセットによる増幅と、増幅産物の制限酵素PstI切断により、対象個体が当該5H染色体に座乗する護頴長に関与する遺伝子座の対立遺伝子について、はるな二条型の遺伝子型を有するか、H602型の遺伝子型を有するかを判別できる。
k00839 is
Barley genomic DNA was amplified using a fourth primer set which is a combination of a primer having a base sequence shown in TCATCGCACTTGCGAGTTTA (SEQ ID NO: 7) and a primer having a base sequence shown in GATCGGGAACATTCCCACTG (SEQ ID NO: 8) as a template. It is a genetic marker that sits at a distance of about 6.3 cM on the long arm side from the locus related to the armor length detected on the 5H chromosome. The primer sequence is designed based on one of the barley EST sequences uniquely developed by the inventors (EST clone name: baak4j01, SEQ ID NO: 26). FIG. 7 shows the nucleotide sequence of the EST. The underlined part is the primer sequence (SEQ ID NO: 7) and the complementary sequence of the primer sequence (SEQ ID NO: 8). There is a SNP between the Haruna Nijo amplification product and the H602 amplification product. FIG. 8 shows the base sequence of the portion containing the SNP in the base sequences of both amplification products. The top is the base sequence of H602 (SEQ ID NO: 19), and the bottom is Haruna Nijo base sequence (SEQ ID NO: 20). The base surrounded by □ is SNP. The underlined part shows the recognition sequence (CTGCAG) of the restriction enzyme PstI. As is apparent from FIG. 8, the amplification product of Haruna Nijo has the recognition sequence (CTGCAG) of the restriction enzyme PstI and is cleaved with PstI. However, the amplification product of H602 has C in the above recognition sequence portion as T. Since it is mutated (TTGCAG), it is not cleaved by the restriction enzyme PstI. That is, the present genetic marker k00839 is a CAPS marker, and is a gene locus related to the guardian who sits on the 5H chromosome by the amplification by the fourth primer set and the restriction enzyme PstI cleavage of the amplification product. It can be determined whether the allele has a Haruna Nijo type genotype or an H602 type genotype.

k00610は、
GTTCAATCGCACAAACCAAA(配列番号9)に示される塩基配列を有するプライマー、および
CGAAGAAAGGGCAGTCAAAG(配列番号10)に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第五プライマーセットを用いてオオムギゲノムDNAを鋳型として増幅される遺伝マーカーであり、上記7H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座から短腕側に1.5ないし7.5cMの距離に座乗している。上記プライマー配列は、発明者らが独自に開発したオオムギEST配列の1つ(ESTクローン名:baak38p18、配列番号27)に基づいて設計されている。図9に当該ESTの塩基配列を示した。下線を付した部分が上記プライマー配列(配列番号9)および上記プライマー配列(配列番号10)の相補配列である。はるな二条の増幅産物とH602の増幅産物との間に断片長多型があり、はるな二条のゲノムDNAを鋳型として増幅される断片のサイズは約500bp、H602のゲノムDNAを鋳型として増幅される断片のサイズは約480bpと異なる。図10に第五プライマーセットを用いてPCRにより増幅した断片の電気泳動像を示した。図10(a)、(b)とも両端は分子量マーカーである。図10(a)は、左端(分子量マーカーを除く)から順に、はるな二条、H602、はるな二条とH602の交雑F1、DH集団の1〜45の増幅断片である。図10(b)は、左端(分子量マーカーを除く)から順に、DH集団の46〜93の増幅断片である。図10から明らかなように、増幅産物のサイズを確認することにより、対象個体が当該7H染色体に座乗する護頴長に関与する遺伝子座の対立遺伝子について、はるな二条型の遺伝子型を有するか、H602型の遺伝子型を有するかを判別できる。
k00610 is
Barley genomic DNA was amplified using a fifth primer set, which is a combination of a primer having the base sequence shown in GTTCAATCGCACAACACAAA (SEQ ID NO: 9) and a primer having the base sequence shown in CGAAGAAAGGGCAGTCAAAG (SEQ ID NO: 10) as a template It is a genetic marker that sits at a distance of 1.5 to 7.5 cM on the short arm side from the locus related to the armor length detected on the 7H chromosome. The primer sequence is designed based on one of the barley EST sequences uniquely developed by the inventors (EST clone name: baak38p18, SEQ ID NO: 27). FIG. 9 shows the nucleotide sequence of the EST. The underlined portion is the primer sequence (SEQ ID NO: 9) and the complementary sequence of the primer sequence (SEQ ID NO: 10). There is a fragment length polymorphism between the Haruna Nijo amplification product and the H602 amplification product, the size of the fragment amplified using Haruna Nijo genomic DNA as a template is about 500 bp, and the fragment amplified using the H602 genomic DNA as a template The size of is different from about 480 bp. FIG. 10 shows an electrophoresis image of a fragment amplified by PCR using the fifth primer set. Both ends of FIGS. 10A and 10B are molecular weight markers. FIG. 10A shows, in order from the left end (excluding molecular weight markers), Haruna Nijo, H602, Haruna Nijo and H602 hybrid F1, and 1 to 45 amplified fragments of the DH population. FIG. 10 (b) shows 46 to 93 amplified fragments of the DH population in order from the left end (excluding molecular weight markers). As is clear from FIG. 10, by confirming the size of the amplification product, whether the target individual has a Haruna Nijo-type genotype for the allele of the locus involved in the guard arm sitting on the 7H chromosome. , H602 type genotype can be discriminated.

k02212は、
TGCAGCAACCCATGTTTTTA(配列番号11)に示される塩基配列を有するプライマー、および
GCTTTCTGAAGGTCAATGGG(配列番号12)に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第六プライマーセットを用いてオオムギゲノムDNAを鋳型として増幅される遺伝マーカーであり、上記7H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座から長腕側に3.5ないし9.5cMの距離に座乗している。上記プライマー配列は、発明者らが独自に開発したオオムギEST配列の1つ(ESTクローン名:bags17i04、配列番号28)に基づいて設計されている。図11に当該ESTの塩基配列を示した。下線を付した部分が上記プライマー配列(配列番号11)および上記プライマー配列(配列番号12)の相補配列である。はるな二条の増幅産物とH602の増幅産物との間にSNPがある。図12に両者の増幅産物の塩基配列のうち、上記SNPを含む部分の塩基配列を示した。上がH602の塩基配列(配列番号21)であり、下がはるな二条の塩基配列(配列番号22)である。□で囲んだ塩基がSNPである。下線部が制限酵素MboIの認識配列(GATC)を示す。図12から明らかなように、はるな二条の増幅産物は制限酵素MboIの認識配列(GATC)を有しているためMboIで切断されるが、H602の増幅産物は上記認識配列部分のCがGに変異しているため(GATG)制限酵素MboIで切断されない。すなわち、本遺伝マーカーk02212は、CAPSマーカーであり、上記第六プライマーセットによる増幅と、増幅産物の制限酵素MboI切断により、対象個体が当該5H染色体に座乗する護頴長に関与する遺伝子座の対立遺伝子について、はるな二条型の遺伝子型を有するか、H602型の遺伝子型を有するかを判別できる。
k02212 is
Barley genomic DNA was amplified using a sixth primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in TGCAGCAACCCATGTTTTA (SEQ ID NO: 11) and a primer having the base sequence shown in GCTTTCTGAAGGTCAATGGGG (SEQ ID NO: 12). This genetic marker is located at a distance of 3.5 to 9.5 cM on the long arm side from the locus related to the armor length detected on the 7H chromosome. The primer sequence is designed based on one of the barley EST sequences uniquely developed by the inventors (EST clone name: bags17i04, SEQ ID NO: 28). FIG. 11 shows the base sequence of the EST. The underlined part is the primer sequence (SEQ ID NO: 11) and the complementary sequence of the primer sequence (SEQ ID NO: 12). There is a SNP between the Haruna Nijo amplification product and the H602 amplification product. FIG. 12 shows the base sequence of the portion containing the SNP in the base sequences of both amplification products. The top is the base sequence of H602 (SEQ ID NO: 21), and the bottom is Haruna Nijo's base sequence (SEQ ID NO: 22). The base surrounded by □ is SNP. The underlined portion indicates the recognition sequence (GATC) of the restriction enzyme MboI. As is clear from FIG. 12, the Haruna Nijo amplification product has a restriction enzyme MboI recognition sequence (GATC) and is cleaved with MboI. However, the amplification product of H602 shows that the recognition sequence portion C is changed to G. Since it is mutated (GATG), it is not cleaved by the restriction enzyme MboI. That is, this genetic marker k02212 is a CAPS marker, and the gene locus involved in the armor length that the subject individual sits on the 5H chromosome by amplification with the sixth primer set and cleavage of the restriction product MboI of the amplification product. It can be determined whether the allele has a Haruna Nijo type genotype or an H602 type genotype.

ここで、1センチモルガン(1cM)とは、2つの遺伝子座の間に1%の頻度で交叉が起きるときの、両遺伝子座間の距離を表す単位である。   Here, 1 centmorgan (1 cM) is a unit representing the distance between two loci when crossover occurs at a frequency of 1% between the two loci.

ところで、増幅に際して鋳型として用いられるゲノムDNAは、植物体より従来公知の方法で抽出可能である。具体的には、植物体からゲノムDNAを抽出するための一般法(Murray,M.G. and W.F.Thompson(1980) Nucleic Acids Res.8:4321-4325. など参照)が好適な例として挙げられる。また、上記のゲノムDNAは、根、茎、葉、生殖器官など、オオムギの植物体を構成するいずれの組織を用いても抽出可能である。また、場合によってはオオムギのカルスから抽出してもよい。なお、上記生殖器官には、花器官(雄性・雌性生殖器官を含む)や種子も含まれる。ゲノムDNAの抽出は、例えば、オオムギの幼苗期の葉を用いて行われる。この理由としては、組織の摩砕が比較的容易であり、多糖類などの不純物の混合割合が比較的少なく、また、種子から短期間で育成可能である点が挙げられる。さらに、幼苗段階で個体の選抜が可能となり、育種期間を大幅に短縮できる点が挙げられる。   By the way, genomic DNA used as a template in amplification can be extracted from a plant body by a conventionally known method. Specifically, a general method for extracting genomic DNA from a plant body (see, for example, Murray, M.G. and W.F.Thompson (1980) Nucleic Acids Res. 8: 4321-4325.) Is a suitable example. The genomic DNA can be extracted using any tissue that constitutes a barley plant such as roots, stems, leaves, and reproductive organs. In some cases, it may be extracted from barley callus. The reproductive organs include flower organs (including male and female reproductive organs) and seeds. Extraction of genomic DNA is performed, for example, using the leaves of the barley seedling stage. This is because the tissue is relatively easy to grind, the mixing ratio of impurities such as polysaccharides is relatively small, and can be grown from seeds in a short period of time. Furthermore, it is possible to select individuals at the seedling stage, and the breeding period can be greatly shortened.

またオオムギのゲノムDNAを鋳型とし、上記プライマーの組み合わせを用いて増幅する方法は、従来公知のDNA増幅法を採用することができる。一般には、PCR法(ポリメラ−ゼ連鎖反応法)や、その改変法が用いられる。PCR法や、その改変法を用いる際の反応条件は特に限定されるものではなく、通常と同様の条件下で増幅することができる。   A conventionally known DNA amplification method can be employed as a method for amplification using barley genomic DNA as a template and the combination of the above primers. In general, a PCR method (polymerase chain reaction method) or a modified method thereof is used. The reaction conditions when using the PCR method or its modification method are not particularly limited, and amplification can be performed under the same conditions as usual.

(2)本発明の利用
〔護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の単離方法〕
上述のとおり本発明にかかる遺伝マーカー(k00029、k02989)は、オオムギ5H染色体上に検出された一方の護頴長に関与する遺伝子座に連鎖するものであり、本発明にかかる遺伝マーカー(k05217、k00839)は、オオムギ5H染色体上に検出された他方の護頴長に関与する遺伝子座に連鎖するものであり、本発明にかかる遺伝マーカー(k00610、k02212)は、オオムギ7H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座に連鎖するものである。よって、k00029、k02989の遺伝マーカーを用いることによってオオムギ5H染色体上に検出された一方の護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を単離することができ、k05217、k00839の遺伝マーカーを用いることによってオオムギ5H染色体上に検出された他方の護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を単離することができ、k00610、k02212の遺伝マーカーを用いることによってオオムギ7H染色体上に検出された護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を単離することができる。
(2) Use of the present invention [Method for isolating a DNA fragment containing a gene locus involved in guardian chief]
As described above, the genetic markers (k0209, k02989) according to the present invention are linked to the gene locus involved in one of the guardians detected on the barley 5H chromosome, and the genetic markers (k05217, k00839) is linked to a locus related to the other guardian length detected on the barley 5H chromosome, and the genetic markers (k00610, k02212) according to the present invention were detected on the barley 7H chromosome. It is linked to the locus related to the guardian. Therefore, by using the genetic markers of k00029 and k02989, a DNA fragment containing a locus related to one of the guardian lengths detected on the barley 5H chromosome can be isolated, and the genetic markers of k05217 and k00839 are used. Thus, a DNA fragment containing the locus associated with the other guardian length detected on the barley 5H chromosome can be isolated and detected on the barley 7H chromosome using the genetic markers k00610 and k02212. It is possible to isolate a DNA fragment containing the gene locus involved in the guard arm.

単離とは、目的のDNA断片、すなわち護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片をクローニングすることを意味することはいうまでもないが、広義には交雑F1集団から戻し交配等により、両親のうち一方の護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を有する個体を選抜し、その遺伝子座領域のみを目的品種に導入する同質遺伝子系統の作製も単離に含まれる。   The isolation means that the target DNA fragment, that is, the DNA fragment containing the locus involved in the armor guardian is cloned, but in a broad sense by backcrossing from the cross F1 population, Isolation includes selection of an individual having a DNA fragment containing a locus involved in one of the parents, and introducing only the locus region into the target variety.

本発明にかかる遺伝マーカーを用いて護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を単離する方法としては特に限定されるものではないが、例えば次のような方法を挙げることができる。   The method for isolating a DNA fragment containing a gene locus involved in guard arm length using the genetic marker according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following method.

オオムギでは本発明者らが開発を進めている「はるな二条」を含めて、ゲノムDNAのBACライブラリーが2種類作成されており、現在複数のBACライブラリーが開発中である。そこで、このようなBACライブラリーを用いて、従来公知のマップベースクローニングの手法にしたがって、護頴長に関与する遺伝子座と当該遺伝子座に連鎖する本発明の遺伝マーカーとで当該マーカーを含むBACクローンを同定し、そこからBACのコンティグを作成して塩基配列を確定することにより、最終的に護頴長に関与する遺伝子座に到達することができる。   In barley, two types of BAC libraries of genomic DNA have been created, including “Haruna Nijo”, which is being developed by the present inventors, and a plurality of BAC libraries are currently under development. Therefore, using such a BAC library, according to a conventionally known map-based cloning technique, a BAC containing the marker at the locus involved in the armor and the genetic marker of the present invention linked to the locus. By identifying a clone, creating a BAC contig from the clone and determining the base sequence, it is possible to finally reach the gene locus involved in the guard arm.

また、上述のように、交雑F1に一方の親を戻し交配することにより、他方の親の護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を目的品種に導入して(広義の)単離をすることができる。   In addition, as described above, one parent is backcrossed to the hybrid F1, thereby introducing a DNA fragment containing a gene locus involved in the guardian length of the other parent into the target variety (in a broad sense). can do.

なお、上記方法をはじめとする護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を単離する際には、目的とする護頴長に関与する遺伝子座に対してなるべく近傍に座乗する遺伝マーカーを選択して用いることが好ましい。目的とする護頴長に関与する遺伝子座と遺伝マーカーの間で組み換えが起こる確率がより低くなり、より確実に護頴長に関与する遺伝子座を含む断片を単離することができるからである。   In addition, when isolating a DNA fragment containing a locus related to the armor length, including the above method, a genetic marker that sits as close as possible to the locus related to the desired armor length It is preferable to select and use. This is because the probability of recombination between the genetic locus involved in the desired protective arm and the genetic marker is lower, and the fragment containing the locus involved in the protective arm can be isolated more reliably. .

〔護頴長改変植物の生産方法、および当該生産方法によって得られた護頴長改変植物〕
上記本発明にかかる護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の単離方法によって得られた護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片をイネ科植物のゲノムDNAに導入することによって、護頴長改変イネ科植物を生産することが可能である。イネ科植物としてはムギ類であることが好ましく、オオムギであることが特に好ましい。また、例えば、オオムギから単離された護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片をオオムギ以外のイネ科植物に導入することも可能であり、同一属間のみでの単離、導入に限定されるものではない。
[Production method of protective arm length modified plant and protective arm length modified plant obtained by the production method]
By introducing into the genomic DNA of a grass family plant a DNA fragment containing a locus related to a guardian length obtained by the method for isolating a DNA fragment containing a locus related to a guardian length according to the present invention, It is possible to produce a gill modified plant. As the gramineous plant, wheat is preferable, and barley is particularly preferable. In addition, for example, it is possible to introduce a DNA fragment containing a locus related to the armor isolated from barley into a grass family other than barley, and limited to isolation and introduction only between the same genera Is not to be done.

上記DNA断片を導入する方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を適宜選択して用いることができる。より具体的には、例えばアグロバクテリウムまたはパーティクルガンを用いてイネ科植物のゲノムDNAに導入することによって生産すればよく、これにより、護頴長改変品種が得られることとなる。例えば、雑誌The Plant Journal(1997) 11(6),1369-1376 には、Sonia Tingay等により、Agrobacterium tumefaciens を用いてオオムギを形質転換する方法が開示されており、この方法を利用して形質転換オオムギを生産可能である。   The method for introducing the DNA fragment is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected and used. More specifically, it may be produced by introducing it into the genomic DNA of a grass family plant using, for example, Agrobacterium or particle gun, and thereby a modified cultivated chief varieties can be obtained. For example, the journal The Plant Journal (1997) 11 (6), 1369-1376 discloses a method for transforming barley using Agrobacterium tumefaciens by Sonia Tingay et al. Can produce barley.

また、目的とする護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を有する植物個体と、当該DNA断片を導入しようとする植物個体との交雑により、護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を、植物に導入することも可能である。この方法では、交雑が可能である限りにおいて、他の種や属の植物が有する護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片の導入が可能である。   In addition, a DNA fragment containing a gene locus related to the armor length by crossing between a plant individual having a DNA fragment containing the gene locus involved in the target armor length and a plant individual into which the DNA fragment is to be introduced. Can also be introduced into plants. In this method, as long as crossing is possible, it is possible to introduce a DNA fragment containing a gene locus involved in the protective arm of plants of other species or genera.

本発明にかかる護頴長改変植物は、上記本発明にかかる生産方法により得られるものである。当該護頴長改変植物は、護頴長を長くする表現型を有する遺伝子座を含むDNA断片を導入した場合には元の品種の護頴長より長い護頴長を有する品種となり、護頴長を短くする表現型を有する遺伝子座を含むDNA断片を導入した場合には元の品種の護頴長より短い護頴長を有する品種となる。   The protective armor modified plant according to the present invention is obtained by the production method according to the present invention. When a DNA fragment containing a gene locus having a phenotype that increases the length of the long armor is introduced, the modified long armor plant becomes a cultivar having a long armor length longer than that of the original variety. When a DNA fragment containing a genetic locus having a phenotype that shortens the length is introduced, the cultivar has a giraffe length shorter than that of the original variety.

〔護頴長改変イネ科植物の選抜方法〕
本発明にかかる護頴長改変イネ科植物の選抜方法は、上記本発明にかかる遺伝マーカーを指標として護頴長改変イネ科植物を選抜する方法であればよく、その他の工程、条件、材料等は特に限定されるものではない。例えば、従来公知の作物育種法を利用することができる。
[Selection method of gynecologists modified grass family plants]
The method for selecting a gull length modified gramineous plant according to the present invention may be any method as long as it is a method for selecting a gill length modified gynecaceous plant using the genetic marker according to the present invention as an index, and other steps, conditions, materials, etc. Is not particularly limited. For example, a conventionally known crop breeding method can be used.

より具体的には、例えば、交配等により作出した植物のゲノムDNAを抽出し、本発明に係る遺伝マーカーの遺伝子型を指標として植物を選抜する方法が挙げられる。遺伝マーカーを検出する手段としては、例えば、対象とする植物から抽出したゲノムDNAを鋳型として上記第一ないし第六プライマーセットのいずれかを用いて増幅したDNA断片について、断片長または断片の制限酵素消化パターンの観察を挙げることができる。   More specifically, for example, a method of extracting a plant genomic DNA produced by crossing or the like and selecting a plant using the genotype of the genetic marker according to the present invention as an index can be mentioned. Examples of means for detecting a genetic marker include, for example, a fragment length or a fragment restriction enzyme for a DNA fragment amplified using any of the first to sixth primer sets using genomic DNA extracted from a target plant as a template. The observation of digestion patterns can be mentioned.

なお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。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.

〔使用植物〕
醸造用オオムギ「はるな二条」(Hordeum vulgare ssp. vulgare variety Harunanijo)と野生オオムギ「H602」(Hordeum vulgare ssp. spontaneum H602)との交配から得られたF1の花粉を培養して半数体(haploid)を育成し、自然倍加した倍加半数体(doubled haploid)93個体からなる集団を使用した。
[Used plant]
H1 haploid obtained by cultivating F1 pollen obtained from crossing brewing barley “Hardeum vulgare ssp. Vulgare variety Harunanijo” and wild barley “H602” (Hordeum vulgare ssp. Spontaneum H602) A population consisting of 93 doubled haploids that were grown and naturally doubled was used.

〔連鎖地図の作成〕
本発明者らが有するオオムギEST配列約12万をphredによって再度ベースコールした後、quality score 20でトリミングし、ベクターマスキングを行って3’端約6万配列を得た。これらの配列からphrapによってcontig 8,753、 singlet 6,686からなるUnigeneを作成した。プライマー作成ソフトPrimer3によって、400bpを中心として150-500bpのcDNA配列を増幅するプライマーセット約11,000を作成した。このうち約5,100のプライマーセットについて、はるな二条とH602との間に増幅されるゲノム断片の多型の有無を検出するために、それぞれのゲノムDNAをPCR増幅し、アガロースゲル電気泳動によってバンドの有無、バンド数、バンドサイズを調査し、マーカーとなり得るものを選択した。さらに、バンドサイズに多型のない場合は、増幅断片をダイレクトシークエンスすることにより塩基配列の差異を検出し、39種類の制限酵素に対してCAPS(cleaved amplified polymorphic sequence)化が可能なものをマーカーとして選択した。
[Create a chain map]
About 120,000 barley EST sequences possessed by the present inventors were base-called again with phred, then trimmed with a quality score of 20, and vector masking was performed to obtain about 60,000 sequences at the 3 ′ end. Unigene consisting of contig 8,753 and singlet 6,686 was prepared from these sequences by phrap. About 11,000 primer sets for amplifying a 150-500 bp cDNA sequence centered on 400 bp were created by the primer creation software Primer3. Among these, about 5,100 primer sets, in order to detect the presence or absence of polymorphism of genomic fragments amplified between Haruna Nijo and H602, each genomic DNA was amplified by PCR and the presence or absence of a band was detected by agarose gel electrophoresis. The number of bands and the band size were investigated, and those that could serve as markers were selected. In addition, when there is no polymorphism in the band size, the nucleotide sequence difference is detected by direct sequencing of the amplified fragment, and markers that can be converted into CAPS (cleaved amplified polymorphic sequence) for 39 types of restriction enzymes are markers. Selected as.

以上により、上記はるな二条とH602との交雑F1由来のDH集団について、合計499遺伝子座のマーカーからなる連鎖地図を構築した。この連鎖地図の平均マーカー密度は3.0cM/locus、全長は1,470cMである。   As described above, a linkage map composed of markers of a total of 499 loci was constructed for the DH population derived from the hybrid F1 of Haruna Nijo and H602. This linkage map has an average marker density of 3.0 cM / locus and a total length of 1,470 cM.

〔遺伝子型の判定〕
DH集団各個体の遺伝子型の判定は、上記DH集団の連鎖地図にマッピングされたマーカーを用いて行った。すなわち、各個体の新鮮な葉の組織から分離したDNAを鋳型として、EST配列に基づいて設計したプライマーセットを用いてPCRを行った。断片長多型マーカーについてはPCR産物の電気泳動により遺伝子型を判定した。CAPS(cleaved amplified polymorphic sequence)マーカーについては、PCR産物を制限酵素で消化し、電気泳動により遺伝子型を判定した。
[Determination of genotype]
The genotype of each individual in the DH population was determined using the markers mapped to the linkage map of the DH population. That is, PCR was performed using a primer set designed based on the EST sequence using DNA isolated from fresh leaf tissue of each individual as a template. For the fragment length polymorphism marker, the genotype was determined by electrophoresis of PCR products. For the CAPS (cleaved amplified polymorphic sequence) marker, the PCR product was digested with a restriction enzyme and the genotype was determined by electrophoresis.

〔護頴長の測定〕
DH集団の各個体について、護頴長を物差しで測定し、記録した。護頴長の分布を図13に示した。図13において、白矢印ははるな二条、黒矢印はH602の護頴長を示し、縦軸は個体数を横軸は護頴長を示す。図13から明らかなように本DH集団の護頴長は8mm〜24mmの間に分布した。
[Measurement of guard length]
For each individual in the DH population, the guard length was measured with a ruler and recorded. The distribution of guard length is shown in FIG. In FIG. 13, the white arrow indicates Haruna Nijo, the black arrow indicates the protection length of H602, the vertical axis indicates the number of individuals, and the horizontal axis indicates the protection length. As is clear from FIG. 13, the guard length of this DH group was distributed between 8 mm and 24 mm.

〔QTL解析〕
QTL解析のアルゴリズムには、シンプルインターバルマッピング(simple interval mapping、以下「SIM」と略記する。)とコンポジットインターバルマッピング(composite interval mapping以下「CIM」と略記する。)を用い、解析ソフトウエアにはそれぞれ、MAPMAKER/QTLとQTL Cartographerを用いた。LODスコアの閾値を2に設定し、LODスコアが2を超えた場合に当該2つのマーカー区間内の最もLODの大きな位置にQTLの存在を推定した。
[QTL analysis]
The QTL analysis algorithm uses simple interval mapping (hereinafter abbreviated as “SIM”) and composite interval mapping (hereinafter abbreviated as “CIM”). MAPMAKER / QTL and QTL Cartographer were used. The threshold of the LOD score was set to 2, and when the LOD score exceeded 2, the presence of QTL was estimated at the position with the largest LOD in the two marker sections.

〔結果〕
結果を表1に示した。
〔result〕
The results are shown in Table 1.

Figure 2005229845
Figure 2005229845

表1から明らかなように、SIMにより護頴長に関与する2つのQTLが検出された。また、CIMにより護頴長に関与する2つのQTLが検出された。ただし、SIMおよびCIMにより7H染色体上に検出されたQTLは、どちらも同じ遺伝マーカーに挟まれる位置に検出されたため、同一のQTLであると考えられる。したがって、護頴長に関与する遺伝子座についてのQTL解析の結果、5H染色体上に2つのQTL、7H染色体上に1つのQTLが検出されたことになる。SIMにより5H染色体上に検出されたQTLは、遺伝マーカーk00029から0.0cMの位置で遺伝マーカーk02989に挟まれる位置に座乗し、LODスコアは4.3である。このQTLで表現型の分散の20.7%を説明できる。また、このQTLの存在で3.0mm護頴長が短くなる。CIMのより5H染色体上に検出されたQTLは、遺伝マーカーk05217から1.9cMの位置で遺伝マーカーk00839に挟まれる位置に座乗し、LODスコアは5.7である。このQTLで表現型の分散の48.3%を説明できる。また、このQTLの存在で7.3mm護頴長が短くなる。SIMおよびCIMにより7H染色体上に検出されたQTLは、遺伝マーカーk00610とk02212とに挟まれる位置に座乗する。SIMによる解析結果では、このQTLは遺伝マーカーk00610から1.9cMの位置に座乗し、LODスコアは15.4である。このQTLで表現型の分散の59.3%を説明できる。また、このQTLの存在で5.4mm護頴長が短くなる。また、CIMによる解析結果では、このQTLは遺伝マーカーk00610から6.8cMの位置に座乗し、LODスコアは8.7である。このQTLで表現型の分散の58.2%を説明できる。また、このQTLの存在で7.0mm護頴長が短くなる。   As is clear from Table 1, two QTLs involved in the guard were detected by SIM. In addition, two QTLs related to the chief guard were detected by CIM. However, the QTLs detected on the 7H chromosome by SIM and CIM are both detected at positions sandwiched by the same genetic marker, and thus are considered to be the same QTL. Therefore, as a result of the QTL analysis for the locus involved in the guardian chief, two QTLs were detected on the 5H chromosome and one QTL was detected on the 7H chromosome. The QTL detected on the 5H chromosome by SIM sits on the position between genetic markers k02989 at the position of genetic markers k00029 to 0.0 cM, and the LOD score is 4.3. This QTL can explain 20.7% of the phenotypic variance. Also, the presence of this QTL shortens the 3.0 mm guard length. The QTL detected on the 5H chromosome by CIM sits on the position between genetic markers k00839 at the position of genetic markers k05217 to 1.9 cM, and the LOD score is 5.7. This QTL can explain 48.3% of the phenotypic variance. Also, the presence of this QTL shortens the 7.3 mm guard length. QTL detected on the 7H chromosome by SIM and CIM sits on a position sandwiched between genetic markers k00610 and k02212. As a result of SIM analysis, this QTL sits at the position of the genetic marker k00610 to 1.9 cM, and the LOD score is 15.4. This QTL can explain 59.3% of the phenotypic variance. Also, the presence of this QTL shortens the 5.4mm guard length. Further, in the analysis result by CIM, this QTL sits on the position of genetic marker k00610 to 6.8 cM, and the LOD score is 8.7. This QTL can explain 58.2% of the phenotypic variance. Also, the presence of this QTL shortens the 7.0 mm guard length.

本発明にかかる遺伝マーカーは、護頴長改変植物の育種、護頴長に関与する遺伝子の単離等に用いることができ、育種の効率化に大きく貢献することが期待される。したがって、広く農業全般に利用可能であり、さらには、オオムギ等を原料とする食品産業においても有効である。また、生物分野の基礎研究、特に植物ゲノム研究等にも利用可能である。   The genetic marker according to the present invention can be used for breeding of a gill length modified plant, isolation of a gene involved in gall length, and the like, and is expected to greatly contribute to the efficiency of breeding. Therefore, it can be widely used for agriculture in general and is also effective in the food industry using barley and the like as a raw material. It can also be used for basic research in the biological field, particularly plant genome research.

オオムギESTクローン:baak12d06の塩基配列、および当該配列に基づいて設計されたプライマー配列の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the primer sequence designed based on the base sequence of the barley EST clone: baak12d06. 遺伝マーカーk00029における、H602とはるな二条との間のSNPおよびSNP周囲の塩基配列を示す図である。It is a figure which shows the base sequence around SNP and SNP between H602 and Haruna Nijo in genetic marker k0209. オオムギESTクローン:bags33j12の塩基配列、および当該配列に基づいて設計されたプライマー配列の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the primer sequence designed based on the base sequence of barley EST clone: bags33j12, and the said sequence. 遺伝マーカーk02989における、H602とはるな二条との間のSNPおよびSNP周囲の塩基配列を示す図である。It is a figure which shows the base sequence around SNP and SNP between H602 and Haruna Nijo in genetic marker k02989. オオムギESTクローン:basd2a02の塩基配列、および当該配列に基づいて設計されたプライマー配列の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the base sequence of the barley EST clone: basd2a02 and the primer sequence designed based on the said sequence. 遺伝マーカーk05217における、H602とはるな二条との間のSNPおよびSNP周囲の塩基配列を示す図である。It is a figure which shows the base sequence around SNP and SNP between H602 and Haruna Nijo in genetic marker k05217. オオムギESTクローン:baak4j01の塩基配列、および当該配列に基づいて設計されたプライマー配列の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the primer sequence designed based on the base sequence of barley EST clone: baak4j01 and the said sequence. 遺伝マーカーk00839における、H602とはるな二条との間のSNPおよびSNP周囲の塩基配列を示す図である。It is a figure which shows the base sequence around SNP and SNP between H602 and Haruna Nijo in genetic marker k00839. オオムギESTクローン:baak38p18の塩基配列、および当該配列に基づいて設計されたプライマー配列の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the primer sequence designed based on the base sequence of the barley EST clone: baak38p18. (a)、(b)は遺伝マーカーk00610における、H602とはるな二条との間の断片長多型を示す電気泳動画像である。(a)は、左から、はるな二条、H602、はるな二条とH602の交雑F1、DH集団1〜45の増幅断片の電気泳動画像であり、(b)は、左から、DH集団46〜93の増幅断片の電気泳動画像である。(A), (b) is an electrophoresis image showing a fragment length polymorphism between H602 and Haruna Nijo in the genetic marker k00610. (A) is an electrophoretic image of the amplified fragments of Haruna Nijo, H602, Haruna Nijo and H602 hybrid F1, and DH populations 1 to 45 from the left, and (b) from the left, DH populations 46 to 93. It is an electrophoresis image of an amplified fragment. オオムギESTクローン:bags17i04の塩基配列、および当該配列に基づいて設計されたプライマー配列の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the primer sequence designed based on the base sequence of barley EST clone: bags17i04, and the said sequence. 遺伝マーカーk02212における、H602とはるな二条との間のSNPおよびSNP周囲の塩基配列を示す図である。It is a figure which shows the base sequence around SNP and SNP between H602 and Haruna Nijo in genetic marker k02212. DH集団各個体の護頴長の分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of the guard length of each individual of DH group.

Claims (17)

イネ科植物のゲノムDNA中に存在し、護頴長に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーであって、
上記護頴長に関与する遺伝子座から0ないし11センチモルガンの範囲内の距離に位置することを特徴とする遺伝マーカー。
A genetic marker that is present in the genomic DNA of a grass family and is linked to a genetic locus that is involved in the armor,
A genetic marker, wherein the genetic marker is located at a distance within a range of 0 to 11 centimorgans from the locus involved in the armor length.
上記イネ科植物がムギ類であることを特徴とする請求項1に記載の遺伝マーカー。   The genetic marker according to claim 1, wherein the gramineous plant is wheat. 上記ムギ類がオオムギであることを特徴とする請求項2に記載の遺伝マーカー。   The genetic marker according to claim 2, wherein the wheat is barley. 上記ゲノムDNAが5H染色体であることを特徴とする請求項3に記載の遺伝マーカー。   The genetic marker according to claim 3, wherein the genomic DNA is a 5H chromosome. 配列番号1に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号2に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第一プライマーセットを用いて増幅されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の遺伝マーカー。   5. The amplification according to claim 1, wherein the amplification is performed using a first primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 2. The genetic marker according to any one of claims. 配列番号3に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号4に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第二プライマーセットを用いて増幅されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の遺伝マーカー。   5. The amplification according to claim 1, wherein the amplification is performed using a second primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 4. The genetic marker according to any one of claims. 配列番号5に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号6に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第三プライマーセットを用いて増幅されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の遺伝マーカー。   5. The amplification according to claim 1, wherein amplification is performed using a third primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. The genetic marker according to any one of claims. 配列番号7に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号8に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第四プライマーセットを用いて増幅されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の遺伝マーカー。   5. The amplification according to claim 1, wherein the amplification is performed using a fourth primer set which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. The genetic marker according to any one of claims. 上記ゲノムDNAが7H染色体であることを特徴とする請求項3に記載の遺伝マーカー。   The genetic marker according to claim 3, wherein the genomic DNA is a 7H chromosome. 配列番号9に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号10に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第五プライマーセットを用いて増幅されることを特徴とする請求項1または2または3または9に記載の遺伝マーカー。   Amplification using a fifth primer set, which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 10, or The genetic marker according to 3 or 9. 配列番号11に示される塩基配列を有するプライマーと、配列番号12に示される塩基配列を有するプライマーとの組み合わせである第六プライマーセットを用いて増幅されることを特徴とする請求項1または2または3または9に記載の遺伝マーカー。   Amplified using a sixth primer set, which is a combination of a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 11 and a primer having the base sequence shown in SEQ ID NO: 12, or The genetic marker according to 3 or 9. 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の遺伝マーカーを用いて護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を単離することを特徴とするDNA断片の単離方法。   A method for isolating a DNA fragment, comprising isolating a DNA fragment containing a genetic locus involved in guardian length using the genetic marker according to any one of claims 1 to 11. 請求項12に記載の単離方法により得られた上記護頴長に関与する遺伝子座を含むDNA断片を、イネ科植物のゲノムDNAに導入することを特徴とする護頴長改変イネ科植物の生産方法。   A DNA fragment containing a locus relating to the above-mentioned protective arm obtained by the isolation method according to claim 12 is introduced into the genomic DNA of the grass family plant. Production method. 上記イネ科植物がムギ類であることを特徴とする請求項13に記載の護頴長改変イネ科植物の生産方法。   14. The method for producing a gull length modified gramineous plant according to claim 13, wherein the gramineous plant is wheat. 上記ムギ類がオオムギであることを特徴とする請求項14に記載の護頴長改変イネ科植物の生産方法。   15. The method for producing a gull length modified gramineous plant according to claim 14, wherein the wheat is a barley. 請求項13ないし15のいずれか1項に記載の護頴長改変イネ科植物の生産方法によって得られた護頴長改変イネ科植物。   A gill length modified gramineous plant obtained by the method for producing a gill length modified gramineous plant according to any one of claims 13 to 15. 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の遺伝マーカーを指標として、護頴長改変イネ科植物を選抜する方法。   A method for selecting a giraffe-modified gynecaceous plant using the genetic marker according to any one of claims 1 to 11 as an index.
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