スイカの果肉の固さのリンケージマッピングと比較トランスクリプトーム解析（）

Linkage Mapping and Comparative Transcriptome Analysis of Firmness in Watermelon ().

• Lei Sun
• Yushu Zhang
• Haonan Cui
• Lupeng Zhang
• Tongyun Sha
• Chaonan Wang
• Chao Fan
• Feishi Luan
• Xuezheng Wang

抄録

スイカの果実の食感と品質は果肉の硬さによって決定される。品質形質として、果肉の硬さはマルチ遺伝子によって制御される。スイカの果肉の硬さを制御する因子を明らかにすることは、スイカの遺伝子育種にとって非常に重要である。本研究では、硬質果肉エグジ種スイカPI186490を雄親とし、軟質果肉栽培スイカW1-1を雌親とし、セルフィングFから175F世代を得た。最終的に、主要遺伝子を第2染色体上の6,210,787～7,742,559bpと第8染色体上の207,553～403,137bpの間の物理的な間隔で区切った。各細胞壁成分とホルモンの含有量を測定し、スイカの果実発生期に比較トランスクリプトーム解析を行った。また、プロトペクチン、セルロース、ヘミセルロース、インドール-3-酢酸(IAA)、アブシジン酸(ABA)の含有量を測定し、3つの果実発生期にパラフィン切片を作成した。その結果，プロトペクチン，セルロース，ヘミセルロースは果肉の硬さに関して同様の傾向を示したが，IAAとABAの濃度は果実の成熟とともに減少し続けていた。パラフィン切片を観察したところ、すべての発育段階において、PI186490 細胞は W1-1 細胞よりも数が多く、細胞が密集しており、細胞壁の縁がはっきりしており、細胞壁が厚いことがわかった。Ｗ１-１とＰＩ１８６４９０の果実の発生・成熟期の果肉のＲＮＡサンプルを用いて、比較トランスクリプトーム解析を行った。局在間隔トランスクリプトーム解析の結果、スイカ果実の果肉の硬さを調整するために細胞壁成分の内容に影響を与える可能性のあるCla016033（DUF579ファミリーメンバー）がW1-1とPI186490で異なること、Cla012507（MADS-box転写因子）が果実の熟度調節に関与し、スイカ果実の硬さに影響を与える可能性があることが明らかになった。

Watermelon fruit texture and quality are determined by flesh firmness. As a quality trait, flesh firmness is controlled by multigenes. Defining the key regulatory factors of watermelon flesh firmness is of great significance for watermelon genetic breeding. In this study, the hard-flesh egusi seed watermelon PI186490 was used as the male parent, the soft-flesh cultivated watermelon W1-1 was used as the female parent, and 175 F generations were obtained from selfing F. Primary mapping of the major genes controlling center flesh firmness was achieved by bulked-segregant analysis (BSA)-Seq analysis and molecular marker technology. Finally, major genes were delimited in the physical interval between 6,210,787 and 7,742,559 bp on chromosome 2 and between 207,553 and 403,137 bp on chromosome 8. The content of each cell wall component and hormone was measured, and comparative transcriptome analysis was performed during fruit development in watermelon. The protopectin, cellulose, hemicellulose, indole-3-acetic acid (IAA) and abscisic acid (ABA) contents were measured, and paraffin sections were made during the three fruit developmental stages. The results revealed that protopectin, celluloses, and hemicelluloses exhibited similar trends for flesh firmness, while the IAA and ABA concentrations continued to decrease with fruit ripening. Paraffin sections showed that PI186490 cells were more numerous, were more tightly packed, had clearer cell wall edges and had thicker cell walls than W1-1 cells at every developmental stage. Comparative transcriptome analysis was conducted on RNA samples of flesh during fruit development and ripening in W1-1 and PI186490. The results from the localization interval transcriptome analysis showed that Cla016033 (DUF579 family member), which may influence the cell wall component contents to adjust the flesh firmness in watermelon fruit, was different in W1-1 and PI186490 and that Cla012507 (MADS-box transcription factor) may be involved in the regulation of fruit ripening and affect the hardness of watermelon fruit.

Copyright © 2020 Sun, Zhang, Cui, Zhang, Sha, Wang, Fan, Luan and Wang.