Cloning and utilization of sink-source related genes toward increasing rice yield potential

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H02972
• Research Institution: Japan International Research Center for Agricultural Sciences
• Principal Investigator: 高井 俊之 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (40547725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 均 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, 研究領域長 (30355565) ; 黒羽 剛 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, 研究員 (50415155) ; 谷口 洋二郎 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 (50462560) ; 大井 崇生 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60752219)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: イネ / 収量ポテンシャル / シンク・ソース能 / GPS7 / MP3

Outline of Annual Research Achievements

課題1：MP3およびGPS7がそれぞれ穂数および光合成能を向上させるメカニズム解明、候補遺伝子の証明および機能解析
次年度までにマップベースクローニングにより絞り込んだMP3およびGPS7の両候補領域には、RAPデータベースでは候補遺伝子は1つのみ予測されていた。MP3については、タカナリ型の候補遺伝子配列をNIL-MP3に形質転換させ、形質転換体を作出した。この形質転換体を栽培し穂数を調査したところ、NIL-MP3よりも穂数が減少し相補されることを確認したため、この候補遺伝子が原因遺伝子であると判断した。GPS7については、ゲノム編集により候補遺伝子がノックアウトされた形質転換体の作出に取り掛かった。
課題2：GPS7とMP3を用いた材料育成とその生産性の評価
タカナリ背景NIL-GPS7とNIL-MP3の交雑後代から、両者が集積した系統を選抜し、栽培試験のための種子増殖を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

MP3およびGPS7の両候補領域には、候補遺伝子が1つのみ予測されていたことから、これら遺伝子を原因遺伝子として証明実験に集中し、MP3の原因遺伝子を迅速に同定することができた。以上より、本研究課題は計画通りおおむね順調に進捗していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

課題1：MP3については、栽培試験を行いデータを取得次第、論文執筆に進む。GPS7については、形質転換体の栽培実験に進み、光合成能に差異が生じるか見極める。また、GPS7が光合成能に差異をもたらす要因を明らかにするため、葉身内部の観察を試みる。
課題2：MP3とGPS7を集積させた系統およびNIL-GPS7、NIL-MP3を水田圃場で栽培試験に供試し、収量データを取得する。
コロナ感染拡大は継続しているが、緊急事態宣言によって勤務に支障が出ない限り、研究遂行は可能であると考えている。