倒伏に強い水稲多収品種開発のための強稈・多収遺伝子の生理機能の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24380008
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 大川 泰一郎 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80213643)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平沢 正 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30015119)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 水稲 / 多収品種 / 強稈 / QTL / ピラミディング / 集積系統

Outline of Annual Research Achievements

食用、飼料用、バイオエネルギー用など多用途の水稲多収品種を開発するためには、収量の向上と同時に強稈性の付与による倒伏抵抗性の向上が不可欠となる。強稈性は稈の太さ、強稈質によってもたらされ、稈、穂の形成過程の細胞分裂は，太稈、強稈化とともに籾数増加をもたらし，強稈、多収関連遺伝子や１つの遺伝子で太稈化、籾数増など多面的に発現する遺伝子が解明されれば、これらを集積する新しいアプローチによって効率的に収量ポテンシャルと倒伏抵抗性の飛躍的な向上が可能となる。本研究では、強稈性と多収性に関わる遺伝子座および原因遺伝子の特定とその生理機能を解明し、その集積により強稈性、多収性を改良することを本研究の目的とし、最終年度は強稈性に関連する太稈に関連するQTLの原因遺伝子の単離と機能解析、強稈質に関連する形質のQTLの特定を行った。第３染色体の太稈に関わるQTLの原因遺伝子は主稈の茎頂分裂組織における細胞分裂、分げつ数の制御に関わる遺伝子であることを同定した。コシヒカリの太稈の準同質遺伝子系統を作出し、コシヒカリより稈が太く、倒伏抵抗性が向上したことを確認した。太稈、強稈質により極強稈のリーフスターとコシヒカリの組合せを用いてQTL解析を行い、太稈に関わるQTLを第２，３染色体、強稈質に関わる細胞構成成分のヘミセルロース含有率のQTLを第５染色体に検出した。本研究で解明した太稈遺伝子、強稈質遺伝子をピラミディングによって集積することにより、倒伏抵抗性は飛躍的に向上できることを示した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Isolation of a novel lodging resistance QTL gene involved in strigolactone signaling and its pyramiding with a QTL gene involved in another mechanism (2014)
  • Author(s): Kenji Yano, Taiichiro Ookawa, Koichiro Aya, Yusuke Ochiai, Tadaashi Hirasawa, Takeshi Ebitani, Takeshi Takarada, Masahiro Yano, Toshio Yamamoto, Shuichi Fukuoka, Jianzhong Wu, Tsuyu Ando, Ordonio Reynante, Ko Hirano, Makoto Matsuoka
  • Journal Title: Molecular Plant Volume: 8 Pages: 303-314
  • DOI: 10.1016/j.molp.2014.10.009
• [Journal Article] Increased lodging resistance in long-culm, low-lignin gh2 rice for improved feed and bioenergy production (2014)
  • Author(s): Taiichiro Ookawa, Kazuya Inoue, Makoto Matsuoka, Takeshi Ebitani, Takeshi Takarada, Toshio Yamamoto, Tadamasa Ueda, Tadashi Yokoyama, Chisato Sugiyama, Satoshi Nakaba, Ryo Funada, Hiroshi Kato, Motoki Kanekatsu, Koki Toyota, Takashi Motobayashi, Mehran Vazirzanjani, Seisyu Tojo, Tadashi Hirasawa
  • Journal Title: Scientic Reports Volume: 4 Pages: 1038
  • DOI: 10.1038/srep06567
• [Presentation] 水稲における強稈関連形質の量的形質遺伝子座の特定とその作用機作 (2015)
  • Author(s): 山本一洋、山本敏央、上田忠正、平沢正、大川泰一郎
  • Organizer: 日本作物学会第239 回講演会
  • Place of Presentation: 日本大学（神奈川県藤沢市）
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-28
• [Presentation] 水稲の強稈性に関与する太稈および強稈質関連形質の量的形質遺伝子座解析 －リーフスターとコシヒカリの組換え自殖系統を用いて－ (2015)
  • Author(s): 鈴木浩貴、松木美紗、山本敏央、上田忠正、平沢正、大川泰一郎
  • Organizer: 日本作物学会第239 回講演会
  • Place of Presentation: 日本大学（神奈川県藤沢市）
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-28
• [Presentation] Analysis of QTLs for strong culm traits using reciprocal chromosome segment substitution lines derived from a cross between rice varieties Koshihikari and Takanari (2014)
  • Author(s): Toshiya Kobayashi, Ryo Aoba, Toshio Yamamoto, Toshiyuki Takai, Chisato Sugiyama, Kazuhiro Yamamoto, Tomohiro Hattori, Mehran Vazirzanjani, Tadashi Hirasawa, Taiichiro Ookawa
  • Organizer: The 8th Asian Crop Science Association Conference
  • Place of Presentation: ベトナム国立農業大学（ベトナム、ハノイ市）
  • Year and Date: 2014-09-23 – 2014-09-25
• [Presentation] Estimation of quantitative trait loci associated with lodging resistance using a set of reciprocal chromosome segment substitution lines derived from crosses between rice varieties Koshihikari and Takanari (2014)
  • Author(s): Kazuhiro Yamamoto, Toshio Yamamoto, Chisato Sugiyama, Tadashi Hirasawa, Taiichiro Ookawa
  • Organizer: The 8th Asian Crop Science Association Conference
  • Place of Presentation: ベトナム国立農業大学（ベトナム、ハノイ市）
  • Year and Date: 2014-09-23 – 2014-09-25
• [Presentation] New approach for improving the lodging resistance in rice using superior alleles of strong culm genes in natural variants (2014)
  • Author(s): Taiichiro Ookawa, Toshiya Kobayashi, Takeshi Ebitani, Toshio Yamamoto, Tadashi Hirasawa
  • Organizer: The 8th Asian Crop Science Association Conference
  • Place of Presentation: ベトナム国立農業大学（ベトナム、ハノイ市）
  • Year and Date: 2014-09-23 – 2014-09-25