日本の公的機関でのトウモロコシ (Zea mays L.) 育種のためのゲノムワイドセレクションの予備研究として行われた RAD-Seq 法により発見された親自殖系統群内のゲノム全体にわたる分子多型

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  • Genomewide Molecular Polymorphisms among Maize (Zea mays L.) Inbred Lines Found from Restriction-Associated DNA Tag Sequencing (RAD-Seq) Analysis as a Preliminary Study on 'Genomewide Selection' for Breeding by Japanese Public Sectors
  • Genomewide Molecular Polymorphisms among Maize (Zea mays L.) Inbred Lines Founf from Restriction-Associated DNA Tag Sequencing (Rad-Seq) Analysis as a Preliminary Study on 'Genomewide Selection' for Breeding by Japanese Public Sectors

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抄録

For accelerating yield improvement in the maize breeding programs operated by the Japanese public sectors, the authors have been interested in introducing genomewide selection (GwS), which requires the arrangement of at least 90 molecular markers in a pair of inbred lines (inbreds) having an identical genetic background. The purpose of this study was to evaluate the potential of 'restriction-associated DNA sequencing' analysis (RAD-Seq) as a genotyping tool in the maize GwS. RAD-Seq is a molecular technique with restriction enzymes and a high-speed sequencing system, whose advantages have been reported on the high reproductivity as well as on the low genotyping cost. Molecular polymorphisms among 34 inbreds from three genetic background groups were surveyed with RAD-Seq, from which 14384 polymorphic loci were found distributed genomewide. The dendrogram drawn based on the polymorphisms well accords not only with those drawn in the previous studies but also with the pedigrees. The results have also shown that 373 to 1106 polymorphic loci exist in each of most pairs of inbreds in an identical genetic background. Therefore the authors have concluded that RAD-Seq can be a powerful genotyping tool in the future maize GwS.

著者らは, 日本の公的機関が行っているサイレージ用トウモロコシ育種における収量性改良の効率化のためにゲノムワイドセレクション (GwS) の導入を検討しているが, GwS では同一の遺伝背景を持つ一対の親自殖系統間においてゲノム全体にわたり90個以上の分子マーカーを配置する必要がある。本研究の目的は, GwS におけるジェノタイピング手法としての RAD-Seq 法の有用性を評価することであった。制限酵素と次世代シークエンサーを用いてゲノム全体のジェノタイピングを行う RAD-Seq 法の長所は高い再現性と少ない解析費用である。日本の公的機関が育成した3群の遺伝背景に由来する34親自殖系統の分子多型を RAD-Seq 法により調査した結果, ゲノム全体にわたる14384の多型が発見された。これらの多型を基に描かれた樹形図は, 既往の研究および各親自殖系統の育成記録とよく一致した。また同一の遺伝背景を持つ一対の親自殖系統の間に発見された多型の数は, 両者が極端に近縁でない限り373個から1106個であった。以上のことから著者らは, RAD-Seq 法が将来の GwS におけるジェノタイピング手法として高い潜在性を持っていると結論した。

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