2019 Fiscal Year Research-status Report
Genetical and eco-physiological study on the ability of grain protein accumulation in rice
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19K06004
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| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
塚口 直史 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (40345492)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | イネ / 環境負荷 / 多収 / 量的形質遺伝子座 / 子実窒素集積性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境への負荷を最小限にしてイネの多収を実現するには、その窒素利用効率を高めることが不可欠である。子実と茎葉への窒素分配を制御し、より多くの窒素を茎葉に留めることがそのために取りうる手段の1つとなりうると考えた。登熟期のイネ植物体内の各器官への窒素分配を制御する要因の1つとして、窒素の転流や蓄積過程に関する潜在的能力を反映する子実への窒素集積性に着目した。そして子実窒素集積性の定量評価法を提案し、その高い品種と低い品種を両親として作成した解析集団を用いて子実窒素集積性への関与が推定される量的形質遺伝子座（QTL）領域を見出した。本研究は、子実窒素集積性の機構を明らかにすることの基礎として、関与が推定されたQTLの窒素吸収や分配にかかわる生理・生態的形質への効果を明らかにすることを目的とする。そのために一方の親品種の遺伝背景にもう一方の親品種の候補領域のみを組み替えた純同質遺伝子系統の作成が必要であるが、その領域を狭める。さらに本研究の形質調査には窒素吸収量や籾数等の破壊的調査を行う必要があるが、今後マッピング解析を進める上で、多数の系統のこれらの調査をできるだけ迅速に非破壊で行うことが求められる。したがってドローンに搭載したマルチスペクトルカメラで撮影した様々な波長の画像から求めた植生指数による窒素吸収量や籾数の推定法を確立し、植生指数による評価を試みる。
2019年度はこれまでに育成してきたBC3系統に親品種を交配した。今後BC4を自殖させ、その次世代植物体を用いて遺伝子型による選抜を行う予定である。また親品種を含む数品種をそれぞれ複数の窒素条件で栽培し、幼穂形成期および出穂期直前にマルチスペクトルカメラによる撮影で求めた植生指数と窒素吸収量との関係を調査した。調査した品種については植生指数から窒素吸収量が推定できることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度の夏にかけて、BC3にそれぞれの親品種を交配し、現在BC4F2の種子を得るためにBC4F1個体を栽培中である。研究計画では、材料育成が間に合えば2年目から、合わなければ3年目から生理・生態学的研究に関する栽培研究を始めるとしていたが、やや成育期間の長い系統であるために、栽培実験の開始にはあと半年必要である。ただし、今年度中には材料育成は完了し、2021年度からの栽培実験は可能である。
一方マルチスペクトルカメラによる窒素吸収量の評価については順調に進んでいる。
全体的にはおおむね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は材料の育成とマルチスペクトルカメラによる評価法の精度向上を目的とする。2020年度は圃場でBC4F2世代を栽培し、推定領域および背景領域についての遺伝子型により選抜した個体のBC4F3世代の種子を得る。BC4F3世代で栽培実験が行えるよう、十分量の採種が可能な栽培条件で栽培する。マルチスペクトルカメラによる窒素吸収量の評価が草型が大きく異なる系統間でもできるかどうか明らかにするため、親品種だけではなく、自殖組み換え系統のうち草型の特徴的なものを選んで窒素吸収量と植生指数との関係を明らかにする。
2021年度は候補とした染色体領域が子実窒素集積性や窒素吸収およびその分配への影響を明らかにすることを目的とする。得られたBC4F3世代の系統および両親品種を複数の窒素条件で栽培し、出穂期および成熟期の乾物生産量および窒素吸収量、籾数、玄米窒素含量、等の子実窒素集積性の評価に必要な形質および子実窒素集積性に関連すると思われる形質を調査する。またその調査にはマルチスペクトルカメラを用いた評価を併用し、その精度の検証を行う。
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| Causes of Carryover |
当初計画の額よりも実支出額は50万円ほど少なかった。内訳としては、科研費で購入を予定していた解析ソフト（30万円程度）が他の予算で購入できたこと、2月および3月に予定していた講演会出席が講演会キャンセルによりなくなったことである。2020年度における試薬購入費、論文投稿料に充てる予定である。
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