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Cloning and utilization of sink-source related genes toward increasing rice yield potential

Research Project

Project/Area Number 20H02972
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39020:Crop production science-related
Research InstitutionJapan International Research Center for Agricultural Sciences

Principal Investigator

Takai Toshiyuki  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (40547725)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 均  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 研究領域長 (30355565)
黒羽 剛  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (50415155)
谷口 洋二郎  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 上級研究員 (50462560)
大井 崇生  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60752219)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsイネ / 収量ポテンシャル / シンク・ソース能 / MP3 / GPS7
Outline of Research at the Start

イネはアジアを中心に世界的な主要穀物であり、今後も増加が予測される世界人口に十分な食糧を供給するために、収量性の向上を通してイネの生産量を上げることは非常に重要な課題である。イネの収量は一般に、光合成で同化された産物の量と同化産物を蓄積する籾の容量のバランスで決まる。本研究は、我々がこれまでに見出してきた光合成能および穂数を増加させる遺伝要因(それぞれGPS7とMP3)について、栽培・育種・分子生物の分野が協力してその原因遺伝子を特定することを目的とする。さらにGPS7とMP3が収量性を向上させるかを見極め、GPS7とMP3を有する多収品種の開発や栽培技術開発に繋げる。

Outline of Final Research Achievements

This study was conducted to (1) identify the causal genes of MP3, which increases panicle number in the high-yielding "Takanari" variety, and GPS7, which increases leaf photosynthetic capacity, and (2) elucidate their contribution to improvement of yield potential in rice. We successfully cloned the causal genes of MP3 and GPS7, and found that the Koshihikari allele of MP3 was effective in increasing the number of panicles in many indica varieties. We also confirmed that pyramiding MP3 and GPS7 in the Takanari background could additively increase panicle number and leaf photosynthetic capacity. Furthermore, we observed that MP3 contributed to increase grain yield in the Hokuriku 193 background.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

世界的な人口増加や食料安全保障の観点から、イネの収量性を向上させることが求められている。本研究では、収量性に関与する穂数および光合成を増加させる遺伝子を同定し、同定した遺伝子が収量増に寄与する一端を明らかにした。本研究で同定した遺伝子を育種で利用することにより、世界的な食料問題の解決に向けての貢献が期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Potential of rice tillering for sustainable food production2024

    • Author(s)
      Takai Toshiyuki
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: 75 Issue: 3 Pages: 708-720

    • DOI

      10.1093/jxb/erad422

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MORE PANICLES 3, a natural allele of OsTB1/FC1, impacts rice yield in paddy fields at elevated CO2 levels2023

    • Author(s)
      Takai T、Taniguchi Y、Takahashi M、Nagasaki H、Yamamoto E、Hirose S、Hara N、Akashi Hi、Ito J、Arai‐Sanoh Y、Hori K、Fukuoka S、Sakai H、Tokida T、Usui Y、Nakamura H、Kawamura K、Asai H、Ishizaki T、Maruyama K、Mochida K、Kobayashi N、Kondo M、Tsuji H、Tsujimoto Y、Hasegawa T、Uga Y
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: 未確定 Issue: 4 Pages: 729-742

    • DOI

      10.1111/tpj.16143

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 気候変動下でのイネの理想草型形成と増収に寄与する「コシヒカリ」由来の遺伝子MP3の単離2024

    • Author(s)
      髙井俊之・谷口洋二郎・髙橋徳・長崎英樹・山本英司・廣瀬咲子・原奈穂・赤司裕子・ 井藤純・荒井(三王)裕見子・堀清純・福岡修一・酒井英光・常田岳志・臼井靖浩・中村浩史・川村健介・浅井英利・石崎琢磨・圓山恭之進・持田恵一・小林伸哉・近藤始彦・辻寛之・辻本泰弘・長谷川利紘・宇賀優作
    • Organizer
      日本育種学会第145回講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] イネ品種「コシヒカリ」由来で穂数を増加させるMP3は高CO2環境下で多収品種「タカナリ」を増収させる2024

    • Author(s)
      髙井俊之・谷口洋二郎・髙橋徳・長崎英樹・山本英司・廣瀬咲子・原奈穂・赤司裕子・ 井藤純・荒井(三王)裕見子・堀清純・福岡修一・酒井英光・常田岳志・臼井靖浩・中村浩史・川村健介・浅井英利・石崎琢磨・圓山恭之進・持田恵一・小林伸哉・近藤始彦・辻寛之・辻本泰弘・長谷川利紘・宇賀優作
    • Organizer
      日本作物学会第257回講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 高CO2環境でイネを増収させる「コシヒカリ」由来の遺伝子を発見

    • URL

      https://www.jircas.go.jp/ja/release/2022/press202225

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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