イネ縞葉枯病抵抗性遺伝子Stvbを強化する因子の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07562
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 早野 由里子 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, 上級研究員 (90414739)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川原 善浩 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター, 主任研究員 (30546370) ; 前田 英郎 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, グループ長 (40442751)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: イネ / 抵抗性 / ウイルス / 遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、イネ縞葉枯病抵抗性主座であるStvb座に座乗する対立遺伝子のうち、Oryza sativa sp indica抵抗性アリルであるStvb-iの機能解析を行った。予備試験によって、RNAiによるStvb-i発現抑制系統（以下RNAi系統）の生育は、温度変化の影響を受けやすい傾向があることが示された。そこで、RNAi系統を用いて、Stvb-i遺伝子の有無と温度変化とイネの生育の関係を調べた。Stvb-i保有イネに比べ、RNAi系統では、高温処理（35-38度、2-4日間）によるイネ幼苗の生育障害が甚大であった。Stvb-iは、ウイルス抵抗性だけでなく、イネ植物体の生育（特に、高温）にも何らかの効果を持っていることが示唆された。
抵抗性強化因子とされるStva遺伝子については、前年度に引き続き、Stva保有／非保有系統・品種の次世代シークエンスデータに基づき、Stvaの品種導入に有効な育種選抜用マーカーの開発を進めた。マーカー開発過程において、網羅的発現解析により抽出された３つのStva遺伝子候補のうち、RNA-dependent RNA polymeraseと予測される遺伝子のORF内に23塩基の挿入・欠失が確認された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度示唆されたStvb-iのイネ植物体における効果およびORF内に多型が検出されたStva候補遺伝子の提示は、縞葉枯病抵抗性の作用機作解明の重要な手がかり、さらに、抵抗性強化方策の基盤となると考えられ、進捗状況は概ね順調と判断した。

Strategy for Future Research Activity

Stvb座遺伝子は、heat-shock protein（以下Hsp）90に相同性のあるATP-binding domainを保有している。また、イネ縞葉枯病の病原ウイルスであるRSVが感染したイネではある種のHsp70の発現が上昇することが他研究者より報告されている。Hspは熱応答だけでなく、多様な生体反応の制御に関わることが知られているが、なかでもHsp70はRNA合成においても役割を持つことが知られている。本年度、縞葉枯病抵抗性主働遺伝子Stvb-iは、高温ストレスにも何からの効果を有することが示唆されたため、次年度は、熱応答およびウイルス感染に関連するとされるHspを主に対象とした発現解析を行い、Stvb-iの有無と熱ストレス応答の関係を探る。Stvaについては、引き続き育種選抜用マーカー開発を進めるとともに、未了となっている発現解析を行う。また、これまでの試験結果を取りまとめて、成果公表を行う。

Causes of Carryover

次年度使用額は、発現解析実験に要する消耗品および成果公表に関わる経費（出張および論文作成費用）などの支出が少なかったために、発生した残額である。次年度使用額873,303円は、次年度に申請する金額と合わせて、研究計画遂行のために使用する。