2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04856
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉田 薫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70183994)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 和浩 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (70513688)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 収量・バイオマス / 環境保全型農業 / 枯渇資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 植物体の成育とリン環境応答の関係解明：リン十分条件と低リン条件で栽培したイネを比較したところ、リン十分条件では登熟期に茎から穂へのリン転流がほとんど見られないこと、穂に蓄積するリンのうち約3割が登熟期に根で吸収されたリンであることが明らかとなった。
2. 種子へのリン転流制御機構の解明：(1) フィチン酸合成を制御するOsPGK1のプロモーター解析を行い、cis配列が含まれる領域を同定した。また、その配列を用いたone hybrid解析を行い、その配列に結合するいくつかのタンパク質を同定した。(2) 硫酸トランスポーターの一種OsSultr3;4が節において登熟期に根から吸収したリンを種子に優先的に分配する役割を担うことを明らかにした。
3. 栄養器官でのリン蓄積と転流制御機構の解明：世界のイネ約60品種を用いてリン十分条件と低リン条件での成育を比較し、低リンにより成育が大きく低下する品種とほとんど変化しない品種が存在することを明らかにした。
4. 根のリン吸収制御機構の解明：発芽7日目の実生を用いて、リン欠乏条件にすると根に含まれるフィチン酸が速やかに分解され、シンクとなる新葉に運ばれることを明らかにした。
5. イネコアコレクションを用いた解析：日本のイネ50品種、世界のイネ69品種について2ヶ年分の種子リン濃度を調査した。年次相関が見られることから種子リン濃度が遺伝的制御を受けていること、種子リン濃度の品種間差は2倍以上となること、種子リン濃度とフィチン酸濃度にはゆるい相関があることなどを明らかにした。また、収量構成要素や発芽後1ヶ月の実生の乾物重、種子の炭素濃度および窒素濃度と種子リン濃度とは相関が見られないことから、種子リン濃度の低い高収量・良食味品種の育成が可能であることを明らかにした。
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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
担当する大学院生の就職活動のため、計画の一部でサンプリングは終了しているがその後の分析が進んでいないものがある。その一方で、イネコアコレクションの種子リン濃度測定においては、2ヶ年分の種子の解析を進め、フィチン酸濃度まで測定することができた。さらに、硫酸トランスポーターの一種OsSultr3;4が実際にはリンを輸送すること、節において登熟期に根から吸収したリンを種子に優先的に分配するスイッチの役割を担うことを明らかにするなど、大きく進展した部分もある。したがって、全体としては、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 植物体の成育とリン環境応答の関係解明：昨年度はイネ栽培用の培土を使い、元肥と追肥をしないで育成したものを低リン条件としたが、成育後半にならないと低リン条件が実現しなかった。そこで、今年度は、バーミキュライトと水耕液を利用してより厳密な低リン条件を実現し、決められた期日から低リン条件が始められる実験系を立ち上げる。
2. 種子へのリン転流制御機構の解明：節で働くOsSultr3;4が種子のリン流入量の調節に働くことが明らかとなったので、種子内部の遺伝子発現が種子へのリン流入量を制御する機構が存在するかを明らかにする必要があると考えた。そこで、種子特異的に遺伝子発現を誘導できるオレオシンプロモーターを用いて、リン流入量調節に働く可能性のある遺伝子の発現を抑制または過剰発現させて種子のリン量が変化するかを調べることにした。さらに、種子外部の節で働くトランスポーターによって種子リン量が変化するのであれば、一穂粒数によっても種子リン量が変わる可能性がある。そこで、人為的に一穂粒数を削減した個体を作出してリンの流入量が変化するかを明らかにすることにした。
3. 栄養器官でのリン蓄積と転流制御機構の解明：当初、栄養器官で高発現するOsVIP1;1を抑制することで転流に大きな影響が現れると考えていたが、そこまでの差異は認められなかった。そこで、OsVIP1;1とOsVIP1;2の両遺伝子の発現を抑制した組換えイネを作出し、転流に対する影響を調べることにした。
4. 根のリン吸収制御機構の解明：リン欠応答の調節遺伝子であり、過剰発現によってリン吸収が高まることが知られているOsPHR2遺伝子を導入した組換えイネを用いて、リン吸収とリン過剰障害との関係について調査することにした。
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