ほうれん草が「とう立ち」する仕組みをゲノムから解明~高品質ゲノムと遺伝子ネットワーク解析により品種改良を加速~

2026-07-29 北海道大学,東京農業大学,かずさDNA研究所,九州大学

北海道大学、東京農業大学、かずさDNA研究所、九州大学の共同研究グループは、ほうれん草の高品質な参照ゲノムを構築し、「とう立ち(抽苔)」の時期を制御する遺伝子ネットワークを解明した。研究成果はJournal of Experimental Botanyに掲載された。ほうれん草は日長が長くなると花芽形成が始まり、とう立ちが起こるが、早期とう立ちは葉の品質や収量を低下させるため、農業上の大きな課題となっている。研究では、長鎖DNAシーケンス、QTL解析、RNAシーケンス解析、共発現ネットワーク解析、系統解析を統合し、とう立ちに関わる複数の候補遺伝子を抽出した。その中でも、概日時計関連遺伝子「SoLNK1」が、遺伝子変異、QTL、共発現解析のすべてで支持される有力な制御遺伝子であることを明らかにした。また、概日時計と花成開始を結ぶ遺伝子ネットワークの全体像も提示した。本成果は、とう立ちしにくい晩抽性品種の効率的な育種を可能にするとともに、気候変動下でも安定して高品質なほうれん草を生産するための品種改良技術の発展に貢献すると期待される。

ほうれん草が「とう立ち」する仕組みをゲノムから解明~高品質ゲノムと遺伝子ネットワーク解析により品種改良を加速~
ほうれん草が「とう立ち」する仕組みをゲノム解析で解明。

<関連情報>

高品質ほうれん草参照ゲノムと共発現解析により、概日時計と花成開始に関わる遺伝子ネットワークを解明 A high-quality spinach reference genome and co-expression analysis reveal circadian and floral initiation gene networks

Kaoru Yamano,Sota Yunoki,Kazuki Higuchi,Babil Pachakkil,Keisuke Tanaka,Sachiko Isobe,Kenta Shirasawa,Hideki Hirakawa,Yasuyuki Onodera
Journal of Experimental Botany  Published:28 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/jxb/erag330

Abstract

Bolting time is critical for yield stability in spinach, a long-day Amaranthaceae crop whose photoperiod-dependent flowering pathway remains incompletely understood. We generated a chromosome-scale reference genome for an early-bolting spinach line (944.6 Mb; 97.9% BUSCO completeness) and used it to integrate QTL mapping, sequence variation, and transcriptome-based co-expression analysis. Remapping bolting-time QTLs on this improved reference retained qBt2.1, qBt3.1, and qBt3.2, while refining their physical intervals and candidate gene content. Candidate loci included SoCOL14/SoFL1 at qBt2.1, SoFT3 at qBt3.1, and SoLNK1/SoAGL21 at qBt3.2. Co-expression analysis identified ten modules, including a circadian-associated module M9 containing SoLNK1/2, SoGI, SoCOL5, SoPRR7, and SoBBX19, and a floral-initiation module M10 enriched for shoot-apex regulators. A predicted loss-of-function allele of SoLNK1 in the late-bolting line further supports its prioritization as a candidate regulator. Phylogenetic and network evidence suggest Amaranthaceae-specific remodelling of PRR–BBX-associated photoperiodic regulation in spinach. Together, this genome resource and integrative framework provide a basis for prioritizing bolting-associated genes and dissecting circadian–floral regulatory gene networks in spinach.

1204農業及び蚕糸
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