2022 Fiscal Year Research-status Report
オオムギの浅根性を制御する遺伝子群の同定と湿害耐性への効果の解明
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21K14837
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
中野 友貴 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 研究員 (40884979)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 根伸長角度 / 湿害耐性 / 低酸素耐性 / オオムギ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では元来耐湿性が低い作物であるオオムギの湿害耐性を向上させるために、オオムギの根系構造を変化させる遺伝子群を同定し、それら遺伝子の湿害耐性向上への効果を検証することを目的とする。昨年度、オオムギの品種間においてHvDRO1およびHvqSOR1の遺伝子変異が根伸長角度の品種間差異と関連することを明らかにした。今年度は、それら遺伝子に変異を保有する品種・系統を用いて重粘土圃場での湿害耐性試験を行った。葉色および稈長等の形質において湿害ストレスの影響が観察されたが、一部の系統で過度な過湿ストレスによる発芽不良を示したため、ストレス処理の強度および時期を検討する必要がある。
また、水耕栽培によりオオムギ品種の低酸素条件下での根系の変化を評価したところ、根長や根毛の発達などで幅広い品種間差異が観察された。特に北陸地域で栽培されるオオムギ品種は水耕栽培において著しく短い根長と著しい根毛の発達を示した。これらの品種はエアレーションにより水耕溶液中の酸素濃度を上昇させると通常の根の生育を示したことから、観察された根系の変化は酸素濃度に応答したものであると推測された。根部のトランスクリプトーム解析を行った結果から、この根系の変化の品種間差異には活性酸素応答や光応答に関わる遺伝子群が関与することが考えられた。実際に、暗条件の水耕栽培ではほとんどの品種が低酸素条件下でも通常の根伸長を示したことから、根部の生育において低酸素応答と光応答に関わる遺伝子群が相互作用する可能性考えられた。
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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
これまでに、本研究の目的の一つであるオオムギの根伸長角度を制御する遺伝子としてHvDRO1およびHvqSOR1を同定し、その品種間多型を明らかにした。今年度は両遺伝子を異なる遺伝子型で持つ品種を用いて重粘土圃場での湿害耐性試験を行った。しかし、過度な過湿ストレスにより一部の品種が発芽不良を示したため、ストレスの強度や時期を検討し再試験を行う必要がある。一方で、水耕栽培でのスクリーニングにより低酸素条件下でも優れた根伸長を示す品種を同定し、ゲノム解析およびトランスクリプトーム解析によりその品種間差異の原因の解明を進めている。さらに、それら品種を用いて遺伝子同定のための交配集団の作製を開始しており、全体としてはおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
過湿ストレスの強度および時期を検討し、重粘土圃場での湿害耐性試験を引き続き行い根角度制御遺伝子の湿害耐性への効果を検証する。同時に温室内でのポット試験での湿害耐性試験も行い、遺伝子型の効果を検証する。また、低酸素条件下で優れた根伸長を示した品種について、その交配集団の作製を進め原因遺伝子の同定を行う。
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| Causes of Carryover |
重粘土圃場での過湿ストレス処理の方法を検討する必要があり、予定していた重窒素を用いたトレーサー実験等を延期したため解析費用が次年度に繰り越しとなった。次年度にストレス処理の方法を検討して実験を行うため、その費用として使用する計画である。
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