2018 Fiscal Year Annual Research Report
Deciphering molecular mechanisms of floret development in Triticeae crops
Project/Area Number |
16K18635
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Research Institution | Tottori University |
Principal Investigator |
佐久間 俊 鳥取大学, 農学部, 助教 (40717352)
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Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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Keywords | コムギ / オオムギ / 小花 / 穀粒数 / 収量 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では麦類の小花発達機構を解明することで収量性の向上に寄与するDNAマーカーの開発を目指す. 二倍体のオオムギでは人為突然変異誘発による変異体が多数蓄積されている。特に穀粒数の増加に直結する六条性突然変異体はvrs1からvrs5まで5遺伝子座が報告されており、すべての遺伝子が単離された. 一方で近縁のコムギは穀粒数を制御する分子遺伝機構はほとんど明らかになっていなかった。 平成30年度はコムギの小穂あたり粒数を制御するQTL(Grain Number Increase 1; GNI1)を同定し、その原因遺伝子がVrs1相同遺伝子であることを解明し、原著論文として報告した。デュラムコムギとパンコムギの一部系統ではGNI-A1タンパク質のホメオドメインの一アミノ酸置換により機能低下が生じ、粒数が増加することがわかった。この変異を持つコムギ系統は圃場条件における穀粒収量が野生型より10-30%高くなることがわかった。GNI1遺伝子は穂で特異的に発現しており、特に小穂内の上位小花と小穂軸での局在が顕著であった。RNA干渉によってGNI1遺伝子の発現を抑制した形質転換体コムギは野生型よりも小花稔性が向上し粒数が増えた。Vrs1/GNI1遺伝子は遺伝子重複によって生じ、コムギ連に特異的に存在する遺伝子であることがわかった。オオムギVrs1は栽培化過程の比較的早い段階で選抜され、コムギGNI1は栽培化後に選択されてきている。これらの結果からGNI1遺伝子の育種利用が強く期待される。
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[Journal Article] Unleashing floret fertility in wheat through the mutation of a homeobox gene2019
Author(s)
Sakuma, S., Golan, G., Guo, Z., Ogawa, T., Tagiri, A., Sugimoto, K., Bernhardt, N., Brassac, J., Mascher, M., Hensel, G., Ohnishi, S., Jinno, H., Yamashita, Y., Ayalon, I., Peleg, Z., Schnurbusch, T., Komatsuda, T.
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 116
Pages: 5182-5187
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Elucidation of the origin of 'agriocrithon' based on domestication genes questions the hypothesis that Tibet is one of the centers of barley domestication2018
Author(s)
Pourkheirandish, M., Kanamori, H., Wu, J., Sakuma, S., Blattner, FR., Komatsuda, T.
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Journal Title
The Plant Journal
Volume: 94
Pages: 525-534
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Resequencing the Vrs1 gene in Spanish barley landraces revealed reversion of six-rowed to two-rowed spike2018
Author(s)
Casas, AM., Contreras-Moreira, B., Cantalapiedra, CP., Sakuma, S., Gracia, MP., Moralejo, M., Molina-Cano, JL., Komatsuda, T., Igartua, E.
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Journal Title
Molecular Breeding
Volume: 38
Pages: 51
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Unleashing floret fertility by a mutated homeobox gene improved grain yield during wheat evolution under domestication2018
Author(s)
Sakuma, S., Golan, G., Guo, Z., Ogawa, T., Tagiri, A., Sugimoto, K., Bernhardt, N., Brassac, J., Mascher, M., Hensel, G., Ohnishi, S., Jinno, H., Yamashita, Y., Ayalon, I., Peleg, Z., Schnurbusch, T., Komatsuda, T.
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Journal Title
bioRxiv
Volume: -
Pages: -
DOI
Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] コムギの稔実小花数増加による多収化2019
Author(s)
佐久間 俊, Guy Golan, Zifeng Guo, 小川 泰一, 田切 明美, 杉本 和彦, 大西 志全, 神野 裕信, 山下 陽子, Zvi Peleg, Thorsten Schnurbusch, 小松田 隆夫
Organizer
第135回日本育種学会講演会
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