2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15J09200
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 伸裕 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 窒素欠乏 / 開花期 / イネ / GWAS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題において申請者は、栄養欠乏条件におけるイネの開花促進機構の解明を目指して研究を行った。事前の実験により、イネにおいては窒素、リン酸、カリウムの３大栄養素の中で、窒素欠乏条件でのみ出穂期の促進が観察されたため、研究開始１年目である今年度は通常条件、窒素欠乏条件で198系統のイネ品種を栽培し、それぞれの品種の開花期の促進日数の測定を行った。この198品種は名古屋大学との共同研究で分与していただいた系統で、イネの酒米品種、日本の栽培イネのコアコレクションであるJRCから成る集団である。本集団は既に次世代シーケンサーによってゲノム情報が取得されており、このゲノム情報から得られたSNP情報と表現型データを用いることでGWAS (Genome Wide Association Study)解析が可能である。自然光温室で通常条件、窒素欠乏条件でこれら198系統のイネ品種を栽培し、通常条件における出穂期と窒素欠乏条件における出穂期を比較した結果、75%以上の品種で出穂期の促進が観察された。これらの結果を用いてGWAS解析を行ったところ、一番染色体に顕著なピークが見られたため、周辺の連鎖不平衡が生じている領域内に座乗する遺伝子を抽出し、窒素欠乏条件における開花促進機構に関わる遺伝子の候補とした。
加えて栄養欠乏条件において特定の開花関連遺伝子の発現誘導が起きるかを調べた。Takahashi et al., 2009 PNASの報告では、イネの出穂期は5週目の植物体におけるHd3aの発現量と強く相関していたため、本研究でも同様の条件でHd3aの発現解析を行った。しかし通常、窒素欠乏の２条件で栽培した５週目の植物体において、Hd3aの発現量は顕著な違いを示さなかった。また、さらに早いタイミング (3, 4週目)における発現量比較でも顕著な違いは見られなかった。
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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
採用研究の初年度にあたる平成27年度は、GWAS解析のためのイネ品種の出穂期データを取得し、窒素欠乏条件における出穂期促進に関わる遺伝子の座上領域の同定まで進捗した。これらの候補遺伝子は、窒素欠乏条件における開花促進機構のkey factorであることが予想され、今後の遺伝子同定によって植物科学において、大きなインパクトになることが期待される。開花期の調査は年に１回だけ可能なため、初年度で開花期の調査とGWAS解析、候補遺伝子の同定まで進めたことは順調な進捗であると言える。
一方で開花関連遺伝子の発現解析の結果、特定の開花関連遺伝子が窒素欠乏条件で発現量が上昇すると思われたが、現在のところ未だに同定が出来ていないため、もう少しの進捗が必要と思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は上記の候補遺伝子の中から、原因となる遺伝子の同定を目指して形質転換体を作出し、その表現型調査を行う予定である。加えてGWAS解析に用いた表現型データは１年の結果であるため、今年度も同様の解析を行うことで再現性確認を行う予定である。
また、窒素欠乏条件で発現が促進される開花関連遺伝子の同定は未だに出来ていないため、今後の進捗が期待される。
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Research Products
(5 results)
