2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19K05983
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
伊藤 博紀 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, 上級研究員 (00466012)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光周性花成反応 / 青色光 / 出穂期制御 / 環境応答 / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、昨年度までに特定したBBX型転写因子について詳細な解析を進めた。抗血清を用いて、青色光依存的なタンパク質の安定化が起こることを確認した。また、BBX型転写因子によるEhd1の活性化は、Ehd1プロモーターにおけるシス配列の変異により低下することから、vivoにおけるシス配列の必要性を明らかにした。BBX型転写因子を安定化させる青色光短日条件下での水稲品種の出穂迄日数は、赤色光短日条件よりも短縮したことから、BBX型転写因子の安定化が出穂の促進効果を引き出すと考えられた。一方で、昨年度、単独のゲノム編集系統は短日条件下での明瞭な出穂期遅延を示さなかったが、相互作用因子との二重変異系統を作出した結果、出穂期の遅延を見出すことができた。複数の転写因子による協調的な作用により、青色光に依存した出穂促進が可能になることを示す結果である。単独変異体または二重変異体は、人工気象器での評価ではあるが、出穂表現型以外の収量や草丈は、野生型との違いがほとんどないことから、出穂期制御のファインチューニングに利用できる可能性がある。Cas9フリーの個体選抜を進めている。
以上より、研究期間を通じて、青色光によるEhd1の転写活性化の遺伝子ネットワークの解明を大きく進展させることができた。その結果、水稲のEhd1の青色光応答は、植物に共通の因子を利用しつつ、水稲の出穂期制御に機能する転写因子を備えることで、Ehd1の出穂促進を可能にするメカニズムを構築したと考えられた。また、青色光の出穂期促進効果は、LEDなどの人工的な光により増強できる可能性があるため、人工環境を高度に制御することにより開花時期を早め、世代促進技術への展開が期待できる。今後、青色光、赤色光、近赤外光の人工光を活用し、複数の光シグナル伝達の相互作用の解明を通じて開花期制御基盤の高度化を図っていく予定である。
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