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A novel mechanism of tolerance for cold-induced seed cracking in soybean cultivar Toyomizuki

Research Project

Project/Area Number 18K05589
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 39020:Crop production science-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

Senda Mineo  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (30261457)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 直矢  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 農業研究本部 十勝農業試験場, 研究主任 (20536586)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsダイズ品種 / とよみづき / 新規低温裂開抵抗性 / 量的形質遺伝子座 / 毛茸色遺伝子 / ダイズ / 低温裂開抵抗性 / 品種とよみづき / QTL解析 / 裂開抵抗性遺伝子座 / テクスチャーアナライザー / 種皮物性 / 種皮 / プロアントシアニジン蓄積 / DMACA染色法 / 低温障害
Outline of Final Research Achievements

It has been reported that cold-induced seed cracking (SC) is associated with proanthocyanidin (PA) accumulation to the dorsal side of the seed coat at the full-sized seed stage. However, a SC-tolerant cultivar “Toyomizuki” detected PA accumulation to the dorsal side of the seed coat by low temperature treatment. Physical properties of the seed coat were analyzed using a texture analyzer, and specific alteration of the seed coat properties by low temperature was detected in Toyomizuki. From these results, it was suggested that Toyomizuki may have a novel SC tolerance. Furthermore, quantitative trait loci (QTLs) related to the SC tolerance was identified in Toyomizuki by QTL analysis. Meanwhile, we revealed that a pubescence color gene enhances tolerance to SC.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

黄ダイズにおいて、低温による種皮着色(低温着色)が裂開に関与することが示唆されており、実際に低温着色抵抗性遺伝子Icが裂開抵抗性を付与する可能性が高い。しかしながら、Icの導入だけでは裂開抵抗性選抜には不十分であり、新規な裂開抵抗性の探索および導入が必要である。本研究により、裂開抵抗性品種とよみづきが新規裂開抵抗性を有することが示唆された。一方、とよみづきの新規裂開抵抗性とは別に、毛茸色遺伝子Tが裂開抵抗性に関与すること、さらにIcとTを集積することにより、高度の裂開抵抗性が実現できる可能性が示された。強裂開抵抗性品種の開発により、冷涼なオホーツク地域でも安定したダイズ生産が期待される。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Occurrence and tolerance mechanisms of seed cracking under low temperatures in soybean (Glycine max).2018

    • Author(s)
      Senda, M., M. Kawasaki, M. Hiraoka, K. Yamashita, H. Maeda and N. Yamaguchi
    • Journal Title

      Planta

      Volume: 248 Issue: 2 Pages: 369-379

    • DOI

      10.1007/s00425-018-2912-z

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 低温着色抵抗性遺伝子Icおよび毛茸色遺伝子Tの集積は白目黄ダイズにおいて高度の低温裂開抵抗性をもたらす2021

    • Author(s)
      山口直矢・鈴木千賀・山下陽子・千田峰生
    • Organizer
      日本育種学会第139回講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative Trait Loci Associated with Tolerance to Cold-Induced Seed Coat Discoloration in Soybean.2020

    • Author(s)
      Yamaguchi, N., S. Ohnishi, S. Hagihara, D. Hirai, H. Funatsuki and M. Senda
    • Organizer
      International Plant & Animal Genome XXVIII
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ダイズ品種とよみづきが有する新規な低温裂開抵抗性2019

    • Author(s)
      千田峰生・川崎通夫・佐藤優美・山口直矢
    • Organizer
      日本育種学会第136回講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ゲノムワイドSNPパネルを活用したダイズ低温裂開抵抗性遺伝子座のマッピング2019

    • Author(s)
      山口直矢・加賀秋人・関根大輔・田口文緒・佐藤優美・千田峰生・石本政男
    • Organizer
      日本育種学会第136回講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ダイズ低温着色抵抗性に関与する新規遺伝子座 qCSCD14 の効果検証2019

    • Author(s)
      佐藤優美・山口直矢・千田峰生
    • Organizer
      日本育種学会第135回講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 鞍掛ダイズにおける種皮着色過程の調査について2018

    • Author(s)
      佐藤優美・千田峰生
    • Organizer
      第13回東北育種研究集会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ダイズ「音更大袖」の種子生産で見出された全面着色種子について2018

    • Author(s)
      千田峰生・葦名熙公・田中義則
    • Organizer
      平成30年度 日本育種学会・日本作物学会 北海道談話会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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