イネにおける芒（のげ）形成に関わる遺伝子の同定とその機能解析
| Project/Area Number |
15J03740
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Science in genetics and breeding
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
上原 奏子 名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | イネ / 栽培化 / プロテアーゼ / 選抜 / 芒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イネの芒形成に関わる遺伝子RAE2を同定し、その機能を解明することを目的としている。2016年度中に以下のことを達成した。
1.RAE2の属する遺伝子ファミリー（EPF/EPFL）を含む分泌性ペプチドは一般に、前駆体として遺伝子にコードされ、翻訳された前駆体ペプチドが修飾酵素により切断、修飾を受けることによって生理活性を示す成熟型ペプチドとなる。前年度にRAE2は穂特異的に成熟型ペプチドとなることを報告した。今年度は穂特異的な発現を示すセリンプロテアーゼを探索し、SLP1と名付けた一つのプロテアーゼが候補として同定された。合成したRAE2ペプチドとSLP1を混合した後、LC-MS解析によって、in vivoでの切断位置と同等であることを証明し、SLP1がRAE2を切断する特異的なプロテアーゼであることを見出した。
2. 世界中の野生イネと栽培イネ、あわせて130種におけるRAE2のアミノ酸配列を比較したところ、第2エキソンへの塩基挿入に起因する機能ドメインのシステイン数の変化により4C、5C、6C、7Cの4種類に分けられることが明らかとなった。芒形成における機能を検証するため、それぞれの過剰発現体を作出したところ、6Cのみが機能型であり、他3つのバリアントは非機能型であることが示された。また、興味深いことに、アフリカのイネは野生種、栽培種ともに機能型のRAE2（6Cタイプ）を保持していることが明らかとなった。このことは、アジアのイネの栽培化においてはRAE2の機能欠損が選抜されたけれども、アフリカでは異なる遺伝子が選抜されることによって、無芒という共通の表現型が選抜されたことを示している。
これらの結果と、前年度の結果をあわせて論文にまとめ、Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. Aに発表した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Loss of function at RAE2, a novel EPFL, is required for awnlessness in cultivated Asian rice.2016
Author(s)
Bessho-Uehara K, Wang DR, Furuta T, Minami A, Nagai K, Gamuyao R, Asano A, Angeles-Shim RB, Shimizu Y, Ayano M, Komeda N, Doi K, Miura K, Toda Y, Kinoshita T, Okuda S, Higashiyama T, Nomoto M, Tada Y, Shinohara H, Matsubayashi Y, Greenberg A, Wu J, Yasui H, Yoshimura A, Mori H, McCouch SR, Ashikari M.
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Volume: 113
Issue: 32
Pages: 8969-8974
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Construction of a versatile SNP array for pyramiding useful genes of rice.2016
Author(s)
Kurokawa Y, Noda T, Yamagata Y, Angeles-Shim R, Sunohara H, Uehara K, Furuta T, Nagai K, Jena KK, Yasui H, Yoshimura A, Ashikari M, Doi K.
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Journal Title
Plant Science
Volume: 242
Pages: 131-139
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Convergent Loss of Awn in Two Cultivated Rice Species Oryza sativa and Oryza glaberrima Is Caused by Mutations in Different Loci.2015
Author(s)
Furuta T, Komeda N, Asano K, Uehara K, Gamuyao R, Angeles-Shim RB, Nagai K, Doi K, Wang DR, Yasui H, Yoshimura A, Wu J, McCouch SR, Ashikari M.
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Journal Title
G3 (Bethesda)
Volume: 5
Issue: 11
Pages: 2267-2274
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Variation in cysteine residue number in REGULATOR OF AWN ELONGATION 2, a novel EPFL gene, leads to awnlessness in rice2016
Author(s)
Bessho- Uehara K*, Wang D. R.*, Furuta T, Minami A, Nagai K, Gamuyao R, Asano K, Shim R. B. A, Shimizu Y, Ayano M, Komeda N, Doi K, Miura K, Greenberg A, Wu J. Z., Yasui H, Yoshimura A, Mori H, McCouch S. R., Ashikari M.
Organizer
Cold Spring Harbor Asia Conference
Place of Presentation
淡路島
Year and Date
2016-11-29
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] 芒形成原因遺伝子RAE2の同定により明らかとなったアジアとアフリカにおけるイネ栽培化の歴史2016
Author(s)
別所-上原奏子, Diane R. Wang, 古田智敬, 南杏鶴, 永井 啓祐, 浅野賢治, 三浦 孝太郎, 清水義弘, 綾野まどか, 土井一行, 米田典夫,Greenberg Anthony, 安井秀, 吉村淳, 呉健忠, Susan R. McCouch, 芦苅 基行
Organizer
日本育種学会第130回講演会
Place of Presentation
鳥取大学
Year and Date
2016-09-24
Related Report
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