2014 Fiscal Year Annual Research Report
イネのリン酸欠乏条件下における根の生長や耐性に関与する候補遺伝子の解析
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14F04704
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| Research Institution | Japan International Research Center for Agricultural Sciences |
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Principal Investigator |
WISSUWA Matthias 独立行政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 (90442722)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
NESTLER Josefine 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | リン酸欠乏条件下 / 根の構造 / 遺伝子の塩基配列 / 遺伝子発現レベル / 形質転換体イネ / 形質転換植物 / T2世代の形質転換イネ / 組織特異的プロモーター制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今回の研究の目的は、リン酸欠乏条件下において、根毛、根の構造やこれらに関連する遺伝子のイネ品種間の差異を検証することである。この研究に関して3つのアプローチにより行う。1つめは、リン酸欠乏条件と通常の栄養条件下に応答する根や根毛のイネ品種間で表現型の違いを調査する。2つめは、リン酸欠乏条件下での根毛形成や根の構築に関与する遺伝子の塩基配列と遺伝子発現レベルの解析を行う。そして、3つめはリン酸欠乏時に応答する根と根毛の形成に関与する有望な標的遺伝子については、恒常的あるいは組織特異的に発現させた形質転換体イネを作製し、リン酸が十分量で無い条件での根や根毛形成に関わるパフォーマンスを調査する。
平成26年度の実験結果として、異なった根の形成や形態を示すイネ品種を用いて、人工的な栽培条件または土壌での栽培条件で、通常の栄養条件とリン酸が制限されている低リン酸状態で栽培試験を行い、リン酸欠乏条件下での根毛形成への影響を調査した。
水耕液とろ紙を組み合わせたモデル栽培試験と、実際の圃場レベルやライゾボックス（根の成長観察箱）での実験系などの実際の土壌を使った条件では、異なった根の成長が観察された。これらの培養条件の変化に加えて、イネの品種間でもまた根の成長の差が観察され、より詳細な研究を行っている。
今年度、根毛の形成に関与する一つの遺伝子の形質転換植物のためのコンストラクトを作製し、イネの代表的な2品種を用いた遺伝子組換え系統の作製を行った。現在T2世代の形質転換イネの種子が得られている。また、組織特異的プロモーター制御下での導入遺伝子を発現させる別のコンストラクトを作製しており、現在形質転換体イネの作製を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
イネの根毛の生長因子に対して遺伝的背景および実験条件との相関を解析するため、水耕液とろ紙を組み合わせたモデル栽培試験と圃場試験および土耕ポット栽培試験との比較を行った。モデル栽培実験と圃場試験の比較から、異なった根の成長が観察された。また、培養条件の変化に加えて、イネの品種間でもまた根の成長の差が観察されたことから、今後より詳細な条件検討の実験を行っていく必要がある。
また、別の実験計画として、根毛の発達またはリン利用効率に関係するリン酸欠乏耐性遺伝子のシグナル伝達系遺伝子への影響を解析するため、構成的プロモーターや組織特異的プロモーターの制御下で遺伝子発現するイネの形質転換体を作出する事になっていたが、現在、根毛の形成に関与する一つの遺伝子の形質転換植物のためのコンストラクトを作製し、イネの代表的な2品種を用いた遺伝子組換え系統の作製を行っており、現在T2世代の形質転換イネの種子が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2014年度に行った水耕液とろ紙を組み合わせたモデル栽培試験と、圃場試験および土耕ポット栽培試験から得られた植物生理学的実験データーをもとに、今年度は論文の作成を行う。2015年の夏には、異なった根毛形成特性を示すイネ品種を用いた新しい圃場調査を行う予定であり、これらの結果を統合して、リン酸欠乏条件下での新しく同定されたイネの根毛形成に関わる遺伝子の重要性を、量的遺伝子発現解析から明らかにする。
また、すでに作製した根も形成に関わる遺伝子の遺伝子導入系統については、コントロールの非形質転換体と形質転換体の比較により、リン酸欠乏条件下での植物生理学的や遺伝子発現などの詳細な解析を行う。さらに現在作製中の形質転換体についても同様に、リン酸欠乏条件下での根や根毛の特性を調査し、リン酸欠乏応答と根毛形成の関係を調査する予定である。
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