熱帯アジア・アフリカのイネ品種改良に向けた籾数増加に関する遺伝子解析と育種的利用

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11J07274
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 藤田 大輔 九州大学, 農学研究院, 講師
• Keywords: イネ / 多収性 / インド型品種 / 熱帯ジャポニカ / 籾数 / 高精度連鎖解析 / マーカー選抜 / 育種的利用

Research Abstract

世界の人口増加に伴い、米の消費量も年々増加し続けており、生産量を増加する必要がある。アジア・アフリカなど熱帯地域の栽培イネ品種の生産量増加には、収量構成要素(穂数、籾重、1穂当たり籾数)に関する遺伝子の育種的改良が不可欠である。本研究では、熱帯地域で栽培されているインド型品種において籾数を増加する遺伝子め特定とその育種的利用を目指している。期間内に行う研究内容は、大きく区分すると以下の3つの内容である。(1)高精度連鎖解析を行い、籾数が増加する遺伝子(qTSN>4)の分子機構を検証する。(2)次に、qTSN4を識別するDNAマーカーを作出する。(3)さらに、熱帯アジア・アフリカ地域で普及品種へqTSN4を導入する。
(1)の研究内容に関しては、昨年度の研究成果において、qTSN4の候補遺伝子を導入した形質転換体を作出し、導入した遺伝子の籾数への効果を確認した。本年度は、qTSN4の候補遣伝子を過剰発現した形質転換体の後代系統において、籾数増加・止め葉幅の増大・維管束数の増加の効果を確認した。(2)の研究内容に関しては、在来品種70系統を栽培しDNAを抽出し、候補遺伝子の塩基配列を解読・比較した。その結果、日印間では対立遺伝子座が明らかに異なる傾向がみられた。配列情報を基に、日印間の対立遺伝子座を識別するマーカーを作出した。(3)の研究内容に関しては、インドネシアの普及品種Ciherang、ラオスの普及品種TDK1、フィリピンの普及品種PSBRc18、バングラデッシュの普及品種BR11、インドの普及品種SwarnaにqTSN4を導入するマーカー選抜育種を行い、固定系統を選抜評価した。BC_2F_3集団において、籾数の増加と止め葉幅の増大を確認した。また、東アフリカの普及品種SUPAにqTSN4を導入しており、BC_3F_1種子を作出した。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Identification and characterization of quantitative trait loci for root elonga tion by using introgression lines with genetic background of Indica-type rice variety IR64. (2014)
  • Author(s): M. Obara, T. Ishimaru, T. Abiko, D. Fujita, N. Kobayashi, S. Y anagihara, and Y. Fukuta
  • Journal Title: Plant Biotechnol. Rep. Volume: 8 Pages: 267-277
  • DOI: 10.1007/s11816-014-0320-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Responses and adaptation by Nephotettix virescens to monogenic and pyramided rice lines with Grh-resistance genes. (2014)
  • Author(s): Q. Vu, R. Quintana, D. Fujita, C. C. Bernal, H. Yasui, C. D. Medina, and F. G. Horgan
  • Journal Title: Entomol. Exp. Appl. Volume: 150 Pages: 179-190
  • DOI: 10.1111/eea.12149
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NALI allele from a rice landrace greatly increases yield in modern indica cultivars. (2013)
  • Author(s): D. Fujita, K. R. Trijatmiko, A. G. Tagle, M. V. Sapasap, Y. Koide, K. Sasaki, N. Tsakirpaloglou, R. B. Gannaban, T. Nishimura, S. Yanagihara, Y. Fukuta, T. Kos hiba, I. H. Slamet-Loedin, T. Ishimaru, N. Kobayashi
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 110 Pages: 20431-20436
  • DOI: 10.1073/pnas.1310790110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] QTL for spikelet number from a high-yielding rice variety, Hoshiaoba, detected in an introgression line with the genetic background of an indica rice variety. IR64. (2013)
  • Author(s): Y. Koide, D. Fulita, A. G. Tagle, K. Sasaki, T. Ishimaru, Y. Fuk uta, and N. Kobayashi
  • Journal Title: Euphytica Volume: 192 Pages: 97-106
  • DOI: 10.1007/s10681-013-0882-6
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Marker-assisted breeding of qTSN4 for increasing grain yield of popular Indica-type rice cultivars in Southeast and South Asia (2014)
  • Author(s): D. Fujita, E. Simon, K. Sasaki, R. Gannaban, T. Ishimaru, and N. Kobayashi
  • Organizer: 7th International rice genetics symposium
  • Place of Presentation: マニラ・フィリピン(発表確定)
  • Year and Date: 2014-11-06
• [Remarks] 国際農林水産業研究センター 熱帯アジアの稲の収量を増加する遺伝子を発見-DNAマーカー育種によりインド型品種の増収が可能に-
  • URL: http://www.jircas.affrc.go.jp/press/2013/press12.html
• [Remarks] 独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 作物研究所 熱帯アジアの稲の収量を増加する遺伝子を発見-DNAマーカー育種によりインド型品種の増収が可能に-
  • URL: http://www.naro.aftrc.go.jp/publicity_report/press/laboratory/nics/049514.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] Breeding methods for enhancing grain yield and related Materials and Methods (2014)
  • Inventor(s): T. Ishimaru, I. H. Slame t-Loedin, D. Fujita, K. R. Trijatmiko, Y. Koide, K. Sasaki, N. Tsakirpaloglou, Y. Fukuta, and N. Kobayashi
  • Industrial Property Rights Holder: T. Ishimaru, I. H. Slame t-Loedin, D. Fujita, K. R. Trijatmiko, Y. Koide, K. Sasaki, N. Tsakirpaloglou, Y. Fukuta, and N. Kobayashi
  • Industrial Property Number: PCT/US14/14497
  • Filing Date: 2014-02-03
  • Overseas