| Project/Area Number |
21F21096
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
馬 建鋒 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (80260389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WANG PEITONG 岡山大学, 資源植物科学研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | イネ / 品種間差 / ヒ素 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒ素は毒性の強い元素で、主食であるイネはヒ素を高集積する性質を持っている。本研究はイネのヒ素集積に関わる遺伝子を同定し、その機能を明らかにする。また豊富なイネ遺伝資源を利用して、ヒ素低集積の有用なアリールを見つけ出し、低ヒ素集積イネの育成に活用する 。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に同定したイネ6番染色体にあるヒ素集積に関与するQTLのマッピングをさらに進めたが、30.58 Mb と30.75 Mbの候補領域に、組み換え個体が取れず、更なる絞り込みができなかった。
一方、１番染色体にあるQTLについて原因遺伝子GGT１を突き止めた。GGT1はgamma-glutamyl transferaseをコードし、そのタンパク質は液胞膜に局在していた。GGT1遺伝子は根と地上部で発現し、その発現量はヒ素処理に応答しなかった。またプロモーターにGFPを繋げた形質転換イネを作成し、GFP抗体による抗体染色で組織発現パターンを観察したところ、根では主に中心柱で発現していたことが分かった。CRISPR/Cas9技術でGGT１の破壊株を作成し、根のヒ素蓄積量を野生型イネと比較した結果、破壊株の根でヒ素蓄積が有意増加した。さらに品種間を比較した結果、GGT1活性に差があり、活性の高い品種は根のヒ素の蓄積が少なかった。根におけるグルタチオン（GSH）とフィトケラチン（PC2）の濃度を比較したところ、ヒ素集積の少ない品種では少なかったが、破壊株で高くなった。また根のヒ素集積の異なる量イネ品種のGGT1のプロモーター領域をも比較した。その結果、935-bpの違いが見つかったが、GGT1 の発現に影響与えなかった。これらの結果に基づいて根におけるヒ素集積のモデルを立てた。
そのほか、イネの短根の原因遺伝子OsGT14;1を同定した。OsGT14;1はゴルジに局在し、その遺伝子の破壊はセルロースの減少をもたらした。しかし、ヒ素を含む他のミネラルの吸収に影響を与えなかった。この仕事はPlant Journalの表紙に飾った。
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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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