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Understanding of genetic and physiological regulation of a radial oxygen loss barrier in rice roots

Research Project

Project/Area Number 20F20393
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

中園 幹生  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70282697)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) JIMENEZ SERNA JUAN  名古屋大学, 生命農学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2020-11-13 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsイネ / ワックス / 酸素漏出バリア
Outline of Research at the Start

植物の根の外層に形成される酸素漏出(radial oxygen loss: ROL)バリアは耐湿性に重要な形質であるが、ROLバリアの構成成分やその形成誘導物質は長年不明なままである。本研究では、根に蓄積するワックスがROLバリアの構成成分として機能するかどうかを確かめるとともに、湛水土壌で蓄積する有機酸や二価鉄などがその形成誘導物質として作用するかどうかを検証することによって、ROLバリアの構成成分と形成誘導因子の特定を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

植物の重要な耐湿性形質である酸素漏出(radial oxygen loss: ROL)バリアの構成成分やその形成誘導物質は長年不明なままである。これまでROLバリアの構成成分としてスベリンが有力視されてきたが、最近、イネのワックス生合成遺伝子DRP7がROLバリア形成条件で根の外層で発現することや、drp7変異体の根ではROLバリアが形成されないことが明らかになり、ワックスがROLバリアに関与することが示唆された。本研究では、イネdrp7変異体を用いてワックス成分がROLバリアの構成成分として機能するかどうかを明らかにすることを目的とする。
令和4年度は、drp7変異体にDRP7遺伝子を導入した個体では、ROLバリア形成が野生型と同様であったことから、根のワックス成分も野生型と同様に回復するかどうかを調べるために、DRP7遺伝子導入系統、野生型「金南風」、およびdrp7変異体の根のエンザイム処理をし、外層組織を単離した。ガスクロマトグラフィー・マススペクトロメトリィーを用いて、それらの試料のワックス成分を分析したところ、drp7変異体では野生型と比べて、根のワックスの特定成分が減少しており、DRP7遺伝子導入系統では野生型のレベルまで回復していることが明らかになった。さらに、野生型「金南風」とdrp7変異体の根の外層をレーザーマイクロダイセクションで単離して、RNAを抽出後、RNA-Seq解析を実施した。しかし、網羅的な遺伝子発現解析からは根のワックスの特定成分の蓄積量の違いを説明できる遺伝子の同定には至らなかった。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ボン大学(ドイツ)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ボン大学(ドイツ)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Radial oxygen loss from plant roots methods2021

    • Author(s)
      Juan de la Cruz Jimenez, Elisa Pellegrini, Ole Pedersen, Mikio Nakazono.
    • Journal Title

      Plants

      Volume: 10 Issue: 11 Pages: 2322-2322

    • DOI

      10.3390/plants10112322

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] The rice wax synthesis-related gene Leaf Gas Film-1 (LGF1) is involved in the formation of the radial oxygen loss barrier2022

    • Author(s)
      Juan de la Cruz Jimenez
    • Organizer
      Plant Apoplastic Diffusion Barriers 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The rice wax synthesis-related gene Leaf Gas Film-1 (LGF1) is involved in the formation of the radial oxygen loss barrier2022

    • Author(s)
      Juan de la Cruz Jimenez, Siti Noorrohmah, Viktoria Zeisler, Lukas Schreiber, Lucas Leon Peralta Ogorek, Ole Pedersen, Keisuke Nagai, Motoyuki Ashikari, Hirokazu Takahashi and Mikio Nakazono
    • Organizer
      ISPA 14th International Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-11-16   Modified: 2024-03-26  

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