イネ冷害克服のための分子生理学的研究

• Project/Area Number: 13J06166
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小田 晋 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 耐冷性 / イネ / ジベレリン / 一穂穎花数 / qCT-7

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではこれまでに、イネ冷害の発生機構として、葯におけるジベレリン生合成が低温で抑えられ活性型ジベレリン含量が低下することを明らかにし、さらに、外部からジベレリンと糖を単独または同時に与えることで冷害の被害を緩和させることに成功ていた。今年度は、肥料等の農業資材にも同様の効果が得られるものがあるかを、人工的に作成した野外の冷害環境下で検証した。その結果、アミノ酸発酵液が冷害耐性付与に有益な資材であることを新規に見出すことが出来た。
また本研究では、イネ穂ばらみ期耐冷性に関する作用力の大きいQTLであるqCT-7の解析も行なっている。これまでの本研究において、耐冷性の弱い日本晴の遺伝的背景に耐冷性の強いコシヒカリ型qCT-7が置換された系統では耐冷性が向上するが、逆に、コシヒカリの遺伝的背景に日本晴型qCT-7が置換された系統では耐冷性の低下は見られず、qCT-7による耐冷性機構の複雑さを見出してきた。qCT-7のメカニズムを更に解析するため、今年度は日本晴の遺伝的背景にコシヒカリ型qCT-7を含む領域が置換されたSL827とその親2系統を用い、RNA-Seqによるトランスクリプトーム解析を実施した。その結果、18遺伝子がコシヒカリとSL827で低温により2倍以上発現上昇するが、日本晴では2倍より少なくかつSL827のレベルを下回ること、また33遺伝子はコシヒカリとSL827で発現が1 / 2以下に低下するが、日本晴では低下レベルが抑えられ「SL827」のレベル以上で発現することを見出した。これら遺伝子には、染色体上に散在する耐冷性に関わる量的遺伝子が含まれていると考えられ、qCT-7がコシヒカリ型に置換されることで、日本晴染色体上の遺伝子も低温によって発現誘導または抑制が生じ、耐冷性が付与されたと考察した。本研究によりqCT-7による耐冷性機構にまた一歩迫ることが出来た。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Reduction of gibberellin by low temperature disrupts pollen development in rice. (2014)
  • Author(s): Sakata T, Oda S, Tsunaga Y, et al. (These authors contributed e qually to this work.)
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 164 Issue: 4 Pages: 2011-2019
  • DOI: 10.1104/pp.113.234401
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 多収性イネに見られる冷害リスク (2014)
  • Author(s): 伊藤道史、小田晋, 他
  • Organizer: ジュニア農芸化学会2014
  • Place of Presentation: 明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
  • Year and Date: 2014-03-28
• [Presentation] Low-Temperature Injury to Rice Pollen Development Occurs by Reductions of Bioactive Gibberellins. (2014)
  • Author(s): Oda S, et al.
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス(富山県富山市)
• [Presentation] Expression analysis of QTL candidate genes for a cool-temperature toler ance in rice. (2014)
  • Author(s): Shomura H., Oda S, et al.
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス(富山県富山市)
• [Presentation] イネ低温障害の耐性に関わる第7染色体遺伝子座の探索 (2013)
  • Author(s): 友田文、小田晋, 他
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
• [Remarks] イネ冷害の発生メカニズムを解明し、被害の緩和に成功
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/02/press20140227-04.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/02/press20140227-04.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research_ja/22374/