2017 Fiscal Year Annual Research Report
Production of Super High-yielding Rice Plants for Environmental Conservation as the Green Evolution II
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16H06379
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
牧野 周 東北大学, 農学研究科, 教授 (70181617)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小原 実広 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 (10455248)
鈴木 雄二 岩手大学, 農学部, 准教授 (80374974)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | イネ / 光合成 / 多収 / バイオマス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は以下に述べる４課題について行った。
課題１として、Rubisco activase（RCA）増強イネとRubisco過剰生産イネへの交配種の作出を行った。RCAの過剰生産イネのRubiscoの活性化状態の向上を確認し、複数系統のRubiscoとRCAを共に過剰生産したイネの選抜を行った。
課題２として、電子伝達系増強イネの作製とその評価を行った。光合成電子伝達系の強化を図るためヒメツリガネゴケ由来のFLVタンパク質をイネに導入した。FLVは光合成電子伝達系の電子の受け手となる機能を持っている。しかし、イネ（被子植物）はこのタンパク質を持っておらず、このFLVをイネの葉緑体で発現させたところ、炭酸固定など他の光合成機能を一切損なうことなく、光合成の電子伝達経路の機能が強化され、循環的電子伝達機能も補償した。このイネにRubisco過剰生産イネを交配種を作出する予定である。
課題3として、カルビン回路酵素増強イネとRubisco過剰生産イネの交配種の作出し、光合成評価解析を行った。TKとSBPase のそれぞれ過剰生産とRubiscoを過剰生産させて二重組換え体の作出には成功したが、残念ながら、光合成速度を含め得られた組換え体系統の優位性は認められなかった。
課題4として、昨年度から引き続き秋田63号由来のシンク拡大遺伝子の準同質遺伝子系統の作出を行い、BC2F3までの種子が取れたので、来年度隔離圃場実験に入る。その他、隔離圃場試験では引き続きRubisco過剰生産イネのバイオマス生産と収量調査を行った。今年度は施肥を変え、無窒素施肥区と高窒素施肥区を設けた。昨年度と同じ標準窒素施肥区ではRubisco過剰生産イネが20%ほど多収であった。
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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
隔離圃場試験での結果が、8月の冷夏長雨の影響で、低収量レベルでの試験となり、窒素施肥の効果が明確に確認されなかったが、仕方がないと判断せざる得ない。それ以外の実験に関してはすべて順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
RubiscoとRCAを共に過剰生産したイネ(二重組換え体)の系統が複数得られたので、来年度の光合成評価実験の結果に期待したい。また、FLV導入イネにおいて、炭酸固定機能と一切競合することなく、強光下における電子伝達機機能強化が明確になったことは大きな成果と考えている。RubiscoとRCAを共に過剰生産した二重組換え体の優良系統にこのFLVを導入することができれば、理想的な光合成機能強化イネの作製につながる。また、秋田63号由来のシンク拡大遺伝子の準同質遺伝子系統とRubisco過剰生産イネの交配種作出も進めていくところである。
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