2020 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 / 窒素 / Rubisco |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、まず光合成（ソース側）能力強化として、光合成炭酸固定酵素Rubisco量を増減させた組換えイネを中心に、他の光合成機能因子を強化した形質を交配導入した多重組換え体を作出した。一つは、ヒメツリガゴケ由来のFLVタンパク質の遺伝子を葉緑体で発現させたイネで、炭酸固定など他の光合成機能を一切損なうことなく、電子伝達経路の機能が強化に結び付くことがわかった。また、FLV導入によりPSIの頑健性が復活し、さらに、FLV導入-Rubisco活性化酵素（RCA）-Rubisco過剰生産三重組換体イネの作製まで進めた。カルビン回路鍵酵素増強イネの作製では、両者の二重組換え体を作製、それらとRubisco過剰生産の二重組換え体の作出を行ったが、光合成機能の向上は認められなかった。一方、RCAの過剰生産体イネとのRCA-Rubiscoの過剰生産二重組換え体においては、至適温度下での光合成速度を20%ほど向上することを確認した。
可食部（シンク側）の拡大に関しては、Rubisco組換えイネの親品種である「能登ひかり」に秋田63号由来の大粒形質をもつ準同質遺伝子系統（BC3F4世代）「大粒能登ひかり」を育成した。この「大粒能登ひかり」とRubisco過剰生産イネとの交配種を作出し、文部科学省が定める生物多様性評価試験を終了し、第１種使用規程承認を得るべく文部科学省に申請を行った。また、準同質遺伝子系統の収量試験も同時に行い、大粒形質遺伝子による15-20%の増収効果を確認し、こちらの結果はもっぱら収穫指数向上による増収で、同じ吸収窒素量でも増収効果は確認され、シンク側の拡大によっても明確に窒素利用効率の高いイネが作出できることが実証された。
このように、ソースおよびシンクの改善でともに増収に結びつくことをほ場レベルで実証。さらに、どちらの結果も世界初の実例となった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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