イネ小胞子に潜在する個体分化能と倍数化能を活用した育種基盤の新構築
| Project/Area Number |
19H00937
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
貴島 祐治 北海道大学, 農学研究院, 教授 (60192556)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 敏央 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00442830)
長岐 清孝 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70305481)
小出 陽平 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70712008)
金 鍾明 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (90415141)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥45,890,000 (Direct Cost: ¥35,300,000、Indirect Cost: ¥10,590,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2019: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000)
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| Keywords | イネ / 小胞子 / カルス / カルス形成率 / japonica / Indica / 葯培養 / 個体分化能 / 倍数化能 / 育種 / 減数分裂 / 四倍体 / 非還元性配偶子 / 稔性 / 染色体異常 / イネ種間雑種 / 非還元減数分裂 / 雑種不稔性 / 育種基盤 |
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| Outline of Research at the Start |
植物の未成熟葯を培養すると、小胞子からカルスや胚が形成され植物個体が得られる。葯培養は広い植物種で普及した技術であるが、なぜ小胞子が高い個体分化能を保持するのか、未だに明らかではない。本申請に先駆けて、アジアイネとアフリカイネのF1雑種の葯培養から倍数性を獲得し稔性を有する複数の個体を得た。本研究では、イネの小胞子がもつ個体分化能を理解し、小胞子から直接植物体を得る培養法を開発する。倍数体がなぜ発生し、アジアイネとアフリカイネの雑種不稔を回避できたのかを探る。得られた知見をもとに、新しい育種素材として異なるゲノムを持つ４倍体を小胞子培養によって作出し、育種基盤の構築をめざす。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はイネ小胞子に潜在する個体分化能と倍数化能を開発するための５つの課題の内１）小胞子から個体分化を誘導するメカニズム、２）イネ小胞子から効率的に個体を再生するシステムの構築に関連した成果が得られた。
イネの小胞子から個体分化を誘導する手段として利用されている葯培養は、小胞子を脱分化させ、未分化の細胞の塊「カルス」を経由して再分化個体作る。イネの葯中には約1000個程度の小胞子が存在し、それらがどれだけカルス形成能を持つかについての知見はない。本年度、イネ葯でカルス形成能を持つ小胞子の同定に成功した。また、イネの葯培養では、培養前の穂を低温処理するとカルス誘導率が大幅に上昇することから、低温が小胞子のカルス形成能に与える影響について解析を行った。さらに、アジアイネ種内に存在するjaponica亜種とindica亜種間小胞子のカルス形成能について比較した。酢酸カーミンで染色すると、強く赤色に染まった活発に細胞分裂した塊が観察され、これらはカルス形成能を有すると判断できた。カルス形成能をもつ小胞子の割合は葯あたりに存在する小胞子の 1% 以下で、極少数の小胞子しかカルス形成能を有しないことが判明した。また、低温処理によって、その割合が平均 2% まで有意に増加し、カルス形成能をもつ小胞子を含む葯の数も増加した。興味深いことに、葯培養効率が高い japonica と葯培養効率が低い indica 間について、カルス形成能を持つ小胞子の割合を比較した結果、日印間差は見られなかった。従って、indicaのカルス形成能は、小胞子から生じたカルスの生存率が japonica に比べ低いことによって、名目上のカルス形成率が低くなることが明らかになった。日印のカルス生存率の差を生じる原因としては、初期のカルス形成を阻害する物質等の存在が考えられる。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(5 results)
Research Products
(42 results)
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[Journal Article] Seed management using NGS technology to rapidly eliminate a deleterious allele from rice breeder seeds2022
Author(s)
2.Balimponya, E. G., Dwiyanti, M. S., Ito, T., Sakaguchi, S., Yamamori, K., Kanaoka, Y. Koide Y., Nagayoshi, Y., Kishima, Y.
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Journal Title
Breeding Science
Volume: 72
Issue: 5
Pages: 362-371
DOI
ISSN
1344-7610, 1347-3735
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Development of phenotyping system using low altitude UAV imagery and deep learning2021
Author(s)
Lyu Suxing、1. Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo, Kashiwa 277-8561, Japan、Noguchi Noboru、Ospina Ricardo、Kishima Yuji、2. Graduate School of Agriculture, Hokkaido University, Sapporo 060-8589, Japan、3. Research Faculty of Agriculture, Hokkaido University, Sapporo 060-8589, Japan
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Journal Title
International Journal of Agricultural and Biological Engineering
Volume: 14
Issue: 1
Pages: 207-215
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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