2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K05585
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
上田 忠正 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 (80355750)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安達 俊輔 茨城大学, 農学部, 助教 (30717103)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 気孔伝導度 / 光合成速度 / 準同質遺伝子系統 / 収量調査 / 整粒歩合 / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
稲の高光合成品種タカナリ由来で気孔伝導度を高まった結果、光合成速度が高まる遺伝子(qHP10)を単離するため、マップベースクローニングを行なっている。昨年これまでマッピングでゲノム領域を縮めてきたが、これに間違いがあったのではないか？という疑念が生じた。本年は再度マッピングを行なった。その結果、qHP10領域が広がり、mitogen-activated protein kinase 4 (OsMAPK4)が候補領域に入った。コシヒカリとNIL-qHP10（遺伝背景はコシヒカリでqHP10を含む領域がタカナリ型の準同質遺伝子系統）間でOsMAPK4の発現を調査したところNIL-qHP10で発現が低下していたことから、現在ゲノム編集にてコシヒカリのOsMAPK4に変異を導入した系統を作成している。
Gn1a（穂の粒数を増加する遺伝子）,GW2（粒重を大きくする遺伝子）に関する準同質遺伝子系統を作成し（それぞれNIL-Gn1a, NIL-GW2とする)、NIL-qHP10とかけ合わせて、ピラミッディング系統を作成した。コシヒカリ・NIL-qHP10・NIL-Gn1a・ NIL-GW2・NIL-Gn1a+qHP10・ NIL-GW2+qHP10を圃場にて栽培を行い、収量・玄米系質を比較した。その結果収量（粗籾重）ではNIL-Gn1a+qHP10>NIL-qHP10>コシヒカリ>NIL-Gn1a> NIL-GW2+qHP10> NIL-GW2の順であり、qHP10をもつ系統が収量の多い傾向があった。また玄米品質では整粒歩合においてはNIL-qHP10>コシヒカリ=NIL-Gn1a+qHP10>NIL-Gn1a> NIL-GW2+qHP10> NIL-GW2の順であり、qHP10をもつ系統が整粒歩合が多い傾向があった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
NIL-qHP10にNIL-Gn1aやNIL-GW2をかけ合わせ、ピラミッディング系統を作出し、圃場にて収量と玄米形質を調査する研究はほぼ計画通りに進んでいる。
qHP10のマップベースクローニングは遅れており、圃場で形質の差が思ったより小さいことが問題となっている。本年のマッピングの結果、候補遺伝子はこれまで候補遺伝子であったOsBCH3と新たに候補遺伝子と考えられたOsMAPK4になった。今年度はマッピング集団の中でOsBCH3遺伝子とOsMAPK4遺伝子間で組換えの起こった系統を用いて、どちらの遺伝子が原因遺伝子であるかを調査する。また発現解析の結果、両遺伝子ともコシヒカリよりNIL-qHP10の方が発現が低かったため、ゲノム編集にて変異体を作成する必要がある。OsBCH3についてはすでにゲノム編集にて変異体を作成し、OsMAPK4については同変異体を作成中であるため、これらの気孔伝導度と光合成速度の調査を行い、コシヒカリと比較して、原因遺伝子を決定する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度はまだ形質調査を行なっていないマッピング系統を用いて、マッピングを行いqHP10遺伝子の候補領域を縮める。現在作成中のゲノム編集にてコシヒカリのOsMAPK4に変異を導入した系統とコシヒカリの気孔伝導度および光合成速度を比較する。また今のqHP10遺伝子の絞り込みレベルのNILを作成する。さらに昨年までに作成しているコシヒカリのBCH3遺伝子NIゲノム編集で変異を導入した系統とコシヒカリの気孔伝導度および光合成速度を比較する。
圃場調査では上述の系統に加え、作成中のNIL-Gn1a+GW2+qHP10ともう１つのタカナリ由来の光合成関連遺伝子GPSの準同質遺伝子系統(NIL-GPS)およびNIL-Gn1a+GPS、NIL-GW2+GPS 、NIL-Gn1a+GW2+GPSのピラミッディング系統を用いて収量や玄米形質の調査を行う。
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| Causes of Carryover |
試薬・消耗品など節約して研究を行なった。新型コロナの影響で出張ができなかったため、旅費は使わなかった。その結果、422,197円次年度使用額が生じた。今年の研究費は1,122,197円となる。そのうち20万円を研究分担者に配分し、物品費32万円、旅費5万円、人件費30万円、その他25万円（その他は光合成測定装置のメンテナンス費）の使用計画で研究を行いたい。
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