2021 Fiscal Year Annual Research Report
Genetic improvement of root system architecture which is robust for soil nutrient and water stresses in rice
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19H02936
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
宇賀 優作 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, グループ長 (00391566)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 晴彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (10435612)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 根系形態 / 重力屈性 / 環境ストレス耐性 / 水屈性 / 作物開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、土壌養水分ストレスの変動に動じない根系形態を持ったイネの開発を目的として、1) 環境ストレスシグナルと根伸長角度に関与する経路をつなぐ遺伝子の同定、2) 根伸長角度を自在に改変するための遺伝子ネットワークの解明の2課題を実施した。
課題1）本課題では、環境ストレスのうち水（乾燥）ストレスに対して根の可塑性に影響すると推測される水分屈性関連遺伝子をイネで同定することを目指す。これまでに簡易な水分屈性評価系を用いたRNA-Seq解析から、水分屈性で発現変動する遺伝子を多数見出した。この中にはシロイヌナズナで水分屈性に関与する遺伝子のイネホモログも含まれていた。つぎに、これまで報告のない発現変動遺伝子を複数選抜し、そのゲノム編集系統を作出した。さらに、水分屈性反応を定量化するため、新たな評価系を構築した。現在、ゲノム編集系統を本評価系で調査している。
課題2）シロイヌナズナには、イネの根重力屈性遺伝子DRO1のホモログ（LZYs）が存在し、そのLZYとRLDは相互作用する。本課題ではRLDのイネホモログが根重力屈性反応に関与するかを解明する。そこで、多重変異体を含むRLDのゲノム編集系統を作製した。現在、重力屈性試験などの機能解析を進めている。本課題では、さらに、根重力屈性に関与する新奇な遺伝子を同定するため、擬似微小重力処理により発現変動する遺伝子をRNA-Seqにより探索した。その結果、シュートの重力屈性遺伝子Lazy1の上流で働く転写因子とそのホモログで発現が上昇していた。課題1の水分屈性試験の発現データと比較したところ、これら7つの遺伝子のうち、３つの遺伝子は水ストレスで発現が減少する一方、同じ遺伝子ファミリーに属する他の遺伝子は逆の発現パターンを示した。以上のことから、これらの転写因子が重力や水分の応答制御に関与する可能性が推察された。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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