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Molecular cloning and characterization of pre-harvest sprouting resistance genes for enhancement of environmental adaptability

Research Project

Project/Area Number 17K08164
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Environmental agriculture(including landscape science)
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

HOSHINO TOMOKI  山形大学, 農学部, 准教授 (20530174)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords穂発芽 / イネ / QTL / ファインマッピング / 遺伝子 / 発現解析 / 突然変異体 / TILLING / 穂発芽耐性 / 遺伝子発現調節 / 穂発芽耐性遺伝子 / 環境適応力 / コシヒカリ / 遺伝子発現 / 環境対応 / 環境農学 / マップベースクローニング
Outline of Final Research Achievements

Pre-harvest sprouting (PHS) is a phenomenon wherein seeds germinate prematurely during the process of ripening due to high temperature and humidity. PHS resistance is believed to be regulated via a complex molecular mechanism; nevertheless, its overall functioning remains unclear. Given that fine mapping could not detect any genes within the qSdr6a region, we hypothesized that qSdr6a regulates the expression of genes in its vicinity. Gene expression analyses of developing embryos identified GeneX and GeneY as candidate genes for qSdr6a. The genex and geney mutants isolated from the newly created mutant populations exhibited strong inhibitory and promotional effects, respectively, on germination. These results suggest that qSdr6a may be a gene expression regulatory domain. It may induce PHS resistance in rice by negatively and positively regulating the expressions of the GeneX and GeneY, respectively.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、「人間活動の発展」を最終目標に掲げ、「環境調和」からさらに一歩踏み込み、本来、植物自身が環境変動から身を守るために有する機能を強化させる、つまり人為的に「環境適応力を強化させる」ために、特に穀物の「穂発芽耐性能力」に焦点をあて、「穂発芽耐性」の分子基盤を構築することによって、人間活動を支えるエネルギー源の確保を試みた。さらに、「穂発芽耐性」を付与させることは、穀物の品質劣化を食い止め、穀物の品質向上につながることが期待される。本研究成果は、穀物に「穂発芽耐性=環境適応力」を付与させることが可能となり、環境変動にも動じない、きめ細やかな穀物の品質向上が可能になるであろう。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Molecular characterization of high stearic acid soybean mutants and post-transcriptional control of GmSACPD genes in the mutant with a single nucleotide deletion2020

    • Author(s)
      Hoshino Tomoki、Iijima Nobushige、Hata Masakazu、Watanabe Anri、Kawakami Tamae、Anai Toyoaki
    • Journal Title

      Plant Gene

      Volume: 21 Pages: 100207-100207

    • DOI

      10.1016/j.plgene.2019.100207

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] イネ穂発芽耐性QTL・qSdr6aの候補遺伝子の同定2020

    • Author(s)
      佐野舜一、飯島信繁、杉本和彦、星野友紀
    • Organizer
      日本育種学会第137回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 突然変異体を利用した穂発芽耐性遺伝子座qSdr6aの責任遺伝子の同定2019

    • Author(s)
      佐野舜一、小鹿なつめ、飯島信繁、石川広朗、杉本和彦、星野友紀
    • Organizer
      東北植物学会第9回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 第9染色体に座乗する穂発芽耐性遺伝子座qSdr9.1とqSdr9.2のファインマッピング2019

    • Author(s)
      石川広朗、飯島信繁、佐野舜一、杉本和彦、星野友紀
    • Organizer
      東北植物学会第9回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] イネ第1染色体上に見出された穂発芽耐性遺伝子Sdr6のファインマッピングと候補遺伝子の解析2018

    • Author(s)
      飯島信繁、杉本和彦、星野友紀
    • Organizer
      日本育種学会第134回講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 突然変異体を利用した穂発芽耐性遺伝子座qSdr6aの責任遺伝子の同定2018

    • Author(s)
      飯島信繁、阿部光希、四宮未貴、石川広朗、佐野舜一、杉本和彦、星野友紀
    • Organizer
      第13回東北育種研究集会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] イネ第1染色体上に見出された穂発芽耐性遺伝子qSdr6aのファインマッピングと責任遺伝子の同定2018

    • Author(s)
      飯島信繁、杉本和彦、星野友紀
    • Organizer
      東北植物学会第8回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] インド稲品種Nona Bokraの第1染色体短腕に座乗する穂発芽耐性遺伝子座Sdr6aとSdr6bのファインマッピング2017

    • Author(s)
      飯島信繁, 杉本和彦, 星野友紀
    • Organizer
      日本育種学会第131回講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] イネ穂発芽耐性遺伝子座qSdr6のファインマッピング2017

    • Author(s)
      飯島信繁, 杉本和彦, 星野友紀
    • Organizer
      第7回植物生理化学会シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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