2011 Fiscal Year Annual Research Report
イネの葉中デンプン過剰蓄積変異体を用いた光合成産物の転流・代謝機構の解明
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22380017
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
廣瀬 竜郎 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター・作物開発研究領域, 主任研究員 (90355579)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 直大 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (70466811)
大杉 立 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (40343107)
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| Keywords | イネ / 遺伝子 / デンプン / 転流 / 突然変異体 |
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| Research Abstract |
本研究は、世界的な主要作物であるイネを研究対象とし、ソース葉からシンク器官への光合成産物の転流の制御要因を遺伝子レベルで明らかにすることを目的としている。光合成産物の転流が抑制されるとソース葉にデンプンが過剰蓄積すると予想されることから、代表者がこれまでに見いだしたイネの葉中デンプン過剰蓄積突然変異体を材料とし、その原因遺伝子の特定と生理特性の解析を通じて転流の制御要因を明らかにすることを計画している。平成23年度における研究実績は以下のように要約できる。
1.前年度までに座乗染色体が明らかになった1系統(LSE1)の原因遺伝子の特定
マッピングおよび配列解析の結果、LSE1の原因遺伝子は第6染色体に座乗するOsGWD1である可能性が示された。そこで、同変異系統に正常系統のOsGWD1を導入したところ、デンプン過剰蓄積が起こらなくなり、また逆に、正常型系統のOsGWD1の機能を抑制するとデンプン過剰蓄積が起こった。以上より、LSE1変異の原因遺伝子がOsGWDlであることが明らかになった。
2.LSE1系統の生理特性の解析
LSE1個体は葉身中に著しく多量のデンプンを蓄積するにも関わらず、個体の初期成育速度や個葉光合成速度に正常型個体との差異は認められなかった。
3.それ以外の変異系統(LSE2a、2b、2cおよび3)の原因遺伝子単離の継続
4系統のデンプン過剰蓄積変異系統のうち、2系統(LSE2a、LSE2b)は第5染色体に座乗する同一の遺伝子が原因で変異を生じている可能性が高いことがわかった。また、別の1系統(LSE2c)の原因遺伝子は第3染色体に座乗していることがわかった。さらに、別の1系統(LSE3)についてもマッピングを開始した。
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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
デンプン過剰蓄積変異系統の原因遺伝子の特定はほぼ順調に進捗しており、最終年度に残りの4系統のうち、少なくとも3系統で遺伝子単離が見込まれる。また生理機能解析もcDNAアレイ解析も含めてほぼ順調に進捗しているため上記の評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる本年は、原因遺伝子単離の完了を目指す。そのため、遺伝子マッピングのデータと、生理機能解析のうちの特にcDNAアレイ解析のデータとの比較解析を重点的に行う。またLSE1については、これまでに取得したデータの整理を行い、当該変異と糖転流との関連を考察して論文投稿を行う。
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