2017 Fiscal Year Annual Research Report
ガーナ国ボルタ川流域におけるイネのモレキュラーモニタリング
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15H05257
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| Research Institution | Japan International Research Center for Agricultural Sciences |
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Principal Investigator |
圓山 恭之進 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, 主任研究員 (10425530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻本 泰弘 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 (20588511)
櫻井 哲也 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (90415167)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 硫黄欠乏土壌 / 発現マーカー遺伝子 / イネ遺伝資源 / マイクロアレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サブサハラアフリカ（調査対象国：ガーナを含む）でコメの需要が急速に増加していが、世界規模の「気象の極端化」等による農業被害によって食料供給の不安定化が進んでいる。このような状況を踏まえ、CARDは2008年から2018年までの10年間でサブサハラアフリカにおけるコメ生産量を2倍にすることを目標とした。これまで、コメの増産に向けた研究は、CARDパートナーのアフリカ稲センター（AfricaRice）、国際稲研究所（IRRI）、国際農林水産業研究センター（JIRCAS）が中心的に行ってきた。具体的には、1. 水稲・陸稲遺伝資源の評価および改良、2. アジア型水田基盤整備および水稲栽培モデルを開発、3. 河川流域の稲作に効果的な生産技術開発である。これまでにネリカ米の普及等で成果を上げている。しかし、アフリカのイネ生産圃場を対象に、飛躍的に進歩しているゲノム解析技術を活用した遺伝子調査研究は行われてこなかった。
2017年度の研究においては、2016年度と同様にガーナ国北部の氾濫低湿地の土壌（硫黄欠乏土壌）を用いてイネ遺伝資源の栽培試験（耐性品種選抜試験）を行った結果、無施肥区において、乾物重の減少が少ない耐性品種を再確認することができた。また、硫黄欠乏条件による乾物重の違いをより明らかにするために、硫黄欠乏条件の液体培養による栽培試験法の検討を行った。さらに、2016年度に選抜した耐性品種に特異的に発現する遺伝子を単離して、塩基配列をコントロール品種（IR64及び日本晴）と比較した結果、塩基配列に差異はないことがわかった。この解析によって、耐性品種に特異的に発現する遺伝子は、遺伝子発現を制御するプロモーター領域の変異が重要であることが示唆された。
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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
2017年度は昨年行った栽培試験結果を再確認することができ、さらに、ガーナ国北部の氾濫低湿地の土壌（硫黄欠乏土壌）を用いたイネ遺伝資源の栽培試験と網羅的な遺伝子発現解析によって単離された硫黄欠乏土壌に耐性品種特異的に発現する遺伝子を耐性品種とコントロール品種で比較することができた。同定された遺伝子は、耐性品種とコントロール品種に差異はなく、65アミノ酸残基をコードしており、メタロチオネインと相同性が高いことがわかった。メタロチオネインは全ての動植物に存在し、植物中にはファイトケラチンとして働いていることが報告されている。また、同定された遺伝子と相同性が高い遺伝子の過剰発現イネは根のバイオマスが増加する報告もある。同定した遺伝子はガーナ国北部の氾濫低湿地の土壌特異的に活用できる発現マーカー遺伝子になり得る可能性がある
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| Strategy for Future Research Activity |
2017年度は耐性品種で特異的に発現する遺伝子をクローニングして、コントロール品種と比較解析をすることができた。この解析によって、耐性品種に特異的に発現する遺伝子は、遺伝子発現を制御するプロモーター領域の変異が重要であることが示唆された。2018年度はこの遺伝子プロモーター領域の比較解析を行い、過剰発現体を作出して、ガーナ国北部の氾濫低湿地の土壌特異的な発現マーカー遺伝子として活用できるか検討する。
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Research Products
(1 results)
