イネの鉄過剰応答の分子メカニズムの解明と鉄過剰耐性イネの作出

• Project/Area Number: 14F04079
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Plant nutrition/Soil science
• Research Institution: Ishikawa Prefectural University
• Principal Investigator: 西澤 直子 石川県立大学, 生物資源環境学部, 特任教授 (70156066)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): AUNG MAY SAN 石川県立大学, 生物資源環境学部, 外国人特別研究員 ; AUNG MAY SANN 石川県立大学, 生物資源環境学部, 外国人特別研究員 ; AUNG May SANN 石川県立大学, 生物資源環境学部, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2016: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: イネ / 鉄過剰 / マイクロアレイ / 遺伝子発現 / ストレス耐性機構 / 分子応答 / 植物栄養学 / ミャンマー

Outline of Annual Research Achievements

鉄過剰は、アジアの稲作において深刻な問題の一つである。鉄過剰症が発生した圃場では、15%から80%もの収量の低下を引き起こすこともある。その結果、世界中で毎年2800万トンのイネ収量の低下要因となっている。本研究の目的はイネの鉄過剰に対する分子メカニズムを解明し、その成果を基盤にして鉄過剰に強いイネを作出・選抜することである。
今年度は、鉄過剰条件下で育てたイネの遺伝子発現応答について、昨年度に引き続いて再度マイクロアレイ解析を行い、その再現性を確認した。さらに、鉄栄養の恒常性に関わる重要な遺伝子について個別に Real Time RT-PCR を行い、マイクロアレイ結果の信頼性を評価した。鉄過剰条件で特徴的な発現パターンを示す遺伝子について、T-DNA 挿入変異株（POSTEC line）を入手し、温室内にて通常条件で栽培した。表現型を確認し、次世代の種子を得た。2016年6月にISINIP（国際植物鉄栄養学会）に参加し、これまでの成果を発表した。
また、本研究員の出身地のミャンマーでもイネの鉄過剰症は問題となっている。そこで、ミャンマーで現在栽培されている主要なイネ品種の種子を入手して試験を行った。ミャンマーのイネ15品種と、比較対象として日本のイネ品種（月の光）を用い、通常条件と70倍の鉄過剰条件下で栽培した。草丈、根長、葉の鉄過剰症状、金属含有量を測定した。それぞれの品種で、鉄過剰における生育が異なり、鉄過剰条件でも生育に深刻な悪影響がなく鉄過剰に耐性のある品種がある一方で、顕著な鉄過剰症状が見られ鉄過剰に感受性のある品種も見られた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Department of Agriculture, MOAI(ミャンマー)
• [Int'l Joint Research] カセサート大学/BIOTEC(タイ)
• [Journal Article] A new transgenic rice line exhibiting enhanced ferric iron reduction and phytosiderophore production confers tolerance to low iron availability in calcareous soil. (2017)
  • Author(s): Hiroshi Masuda, Erika Shimoshi, Tatsuro Hamada, Takeshi Senoura, Takanori Kobayashi, May Sann Aung, Yasuhiro Ishimaru, Yuko Ogo, Naoko K. Nishizawa.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 12(3) Issue: 3 Pages: e0173441-e0173441
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0173441
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identification of mineral-rich rice varieties in Myanmar. (2016)
  • Author(s): Aung, M.S., Masuda, H., Kobayashi, T., Kakei, Y., Tun, Y.T., Nakanishi, H., Yamakawa, T., Nishizawa, N.K.
  • Journal Title: Myanmar Agricultural Research Journal Volume: 印刷中
• [Presentation] Agricultural Research for Myanmar People（ミャンマーで期待される農業研究について）． (2017)
  • Author(s): メイ サン アウン．
  • Organizer: 第21回 環境の保全と緑化に関わる資材・技術研究会
  • Place of Presentation: 都ホテル（石川県金沢市）
  • Invited
• [Presentation] Elucidation of the molecular mechanism of iron excess stress response in rice. (2016)
  • Author(s): May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Takanori Kobayashi, Naoko K. Nishizawa.
  • Organizer: 18th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants (ISINIP).
  • Place of Presentation: マドリード（スペイン）
  • Year and Date: 2016-05-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Molecular mechanism of iron excess response in various parts of rice. (2016)
  • Author(s): May Sann Aung、増田 寛志、小林 高範、西澤 直子．
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2016年度佐賀大会
  • Place of Presentation: 佐賀大学（佐賀県佐賀市）
• [Presentation] Regeneration trial and producing high iron Myanmar rice (2015)
  • Author(s): May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Takanori Kobayashi, Hiromi Nakanishi, Takashi Yamakawa, Naoko K. Nishizawa.
  • Organizer: 13th International Symposium on Rice Functional Genomics
  • Place of Presentation: Wuhan, China
  • Year and Date: 2015-09-21
  • Int'l Joint Research