2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K07280
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
寺尾 富夫 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター作物開発研究領域, グループ長 (80355578)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 高温登熟 / 白未熟粒 / 高温耐性 / QTL / イネ（Oryza sativa L.) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の温暖化による登熟期の高温のために、イネに白未熟粒が多発しており、それを防止するために登熟期高温に耐性を持つQTL・遺伝子の特定と導入が必要である。インド型品種のハバタキは、高温下で白未熟粒の発生が少ないため、QTL 解析とファインマッピングによりその原因遺伝子の特定を行っている。
計画書の時点では、遺伝子がほぼ確定されたと思われたが、その後解析に間違いが見つかったため、原因遺伝子の絞込みを継続しており、現在C3HT1からC3HT4の、4遺伝子に絞りこむことができた。
これら4遺伝子を含む領域が分離した準同質遺伝子系統を高温条件と平温条件で育て、開花後5日目の幼果からRNAを調整し、RNAシーケンスにより遺伝子発現量を調べたところ、これら4遺伝子のうち、C3HT4のみに、２倍以上の発現量の差が見られた。ササニシキ型の分離系統では、高温条件でも平温条件でも発現量に差が無かったのに比べて、ハバタキ型分離系統では、高温条件では平温条件の約2.5倍の発現が見られた。このQTLでは、ハバタキ型の分離系統で高温に耐性になるが、ハバタキ型の分離系統でのみ、高温でC3HT4の発現が高まることから、形質と発現様式が一致する。また、ハバタキとササニシキで、C3HT4のプロモーター部分の構造が異なり、ササニシキ型では約6kbpが欠損していた。
同様に、全遺伝子の発現量を解析した結果、ササニシキ型では高温で発現が減少し、かつ高温でササニシキ型に比べてハバタキ型で発現が上昇する遺伝子が39個認められたが、そのうち11個が熱ショック蛋白質遺伝子であることが分かった。現状では、この結果が意味があるかどうかは不明だが、QTLの原因遺伝子がハバタキ型の場合には、熱ショック蛋白質遺伝子の発現低下を抑えることにより、高温による白未熟粒発生をくい止めている可能性があり、今後重点的に解析するための指針となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画書の時点では、原因遺伝子を１つにまで絞り込むことができ、ほぼ特定されたと思われたが、この遺伝子の発現量を調べたところ、遺伝子型が異なる準同質遺伝子系統間においても、また高温処理においても差が無いことから、原因遺伝子と考えにくかった。そこで、過去のデータを検証したところ、解析に間違いが見つかり、絞込み範囲が、遺伝子を20個程度含む範囲に広がった。そこで本年度も、原因遺伝子の絞込みを継続し、現在C3HT1からC3HT4の、4遺伝子に絞りこむことができた。今後、原因遺伝子の絞込みは継続する。
また、この絞り込む前の遺伝子20個程度を含む準同質遺伝子系統を用いて、RNAシーケンスにより遺伝子発現量を調べたところ、この4遺伝子のうちの一つであるC3HT4が発現量が変化していた。この遺伝子が原因遺伝子の可能性が高いが、予断を持たずに、検証してゆく必要がある。
同様に、RNAシーケンスにより、全遺伝子の発現量調査を行い、熱ショック蛋白質遺伝子等の特定の遺伝子群が、このQTLの原因遺伝子により発現調節を受けている可能性が見られた。これらの遺伝子群について今後重点的に発現を監視する。
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| Strategy for Future Research Activity |
原因遺伝子の絞込みを継続し、原因遺伝子の特定と、その遺伝子を含む狭い領域のみが分離した同質遺伝子系統の作出を継続する。
また、現在までに絞り込めている4遺伝子のうち、原因遺伝子である可能性がもっとも高いC3HT4から順に、RNAiによる発現抑制系統を作り、高温条件での登熟への影響を調べることにより、これら4遺伝子のうちの1つが原因遺伝子であることの証明を行う。
本年度使用した系統よりも更に遺伝子範囲が絞り込まれた準同質遺伝子系統を用いて、高温条件および平温条件で育てて、幼果での遺伝子発現の解析を行う。特に、RNAシーケンスにより発現量の変化がみられた遺伝子群について、RT-PCRにより確認を行うとともに、原因遺伝子により発現が調節されているかどうかの解析を行う。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額561,840円は、研究費を効率的に使用して発生した残額である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、次年度に請求する研究費と合わせて、研究計画遂行のために使用する。
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