2017 Fiscal Year Annual Research Report
Rice breeding strategy with the use of active transposable elements
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26252002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
奥本 裕 京都大学, 農学研究科, 教授 (90152438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺石 政義 京都大学, 農学研究科, 講師 (80378819)
築山 拓司 近畿大学, 農学部, 准教授 (00423004)
齊藤 大樹 京都大学, 農学研究科, 助教 (10536238) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イネ / 転移因子 / ストレス耐性 / 生育強勢 / Rurm1 / mPing |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銀坊主は毎世代、個体あたり30個程度の転移因子mPingの新規挿入が観察される特異的な遺伝的特性を有している。mPingは遺伝子上流にシス因子を付加することにより、ストレス条件下では下流の遺伝子発現を変更することがある。この特性を利用するため、mPing転移・挿入によってストレス耐性を獲得した個体のスクリーニングを実施した。この結果、低温、塩、PEG溶液およびABA処理に対して耐性を示す個体を約1200の個体別系統から、それぞれ5～30個体を耐性獲得個体として抽出することができ、これら個体の自殖種子を得た。
一方、mPing挿入によりRurm1(Rice ubiquitin related modifier-1)の機能が喪失した細粒突然変異系統IM294の自殖後代で分離する生育強勢個体（VGI個体）の解析を進めるため、VGI個体の分離に関する選抜を実施した結果、通常は1000個体あたり１個体程度の出現頻度であるのに対して1000個体あたり３個体以上が分離する系統の分離に成功した。VGI個体はRurm1に挿入されているｍPingの切り出しに伴って出現する復帰型個体の中に含まれるが、VGI個体の出現頻度が高くなった系統は復帰型個体の出現頻度も同時に高くなっていた。これらのことから、VGI個体の出現はRurm1座からのｍPingの切り出しと密接に関連すると考えられた。また分離したVGI個体と生育強勢が認められない復帰型個体との比較から、VGI個体ではmPingの転移頻度が単純な復帰型個体に比べて約4倍程度に上昇していることが明らかになった。ｍPingの転移頻度が著しく上昇することから、ｍPingの自律性因子であるPongの転移に関して確認したが、調査した10個体のVGI個体にはPongの転移は認められなかった。
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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
幼苗ステージにおいて、銀坊主集団からストレス耐性を示す個体を選ぶことができたことから、銀坊主におけるmPing転移をストレス耐性獲得に利用できる可能性が認められた。しかし、本年度の解析ではストレス耐性獲得の原因となるｍPing挿入箇所の特定には至らなかった。これは、次世代シークエンスを用いて、ｍPing隣接配列を網羅的に解析する際、植物体から採取したDNAサンプルで保有が確認されたmPing挿入とその植物体の自殖種子が保有するmPing挿入との間に説明のできない不一致がしばしば観察されるためである。この原因として、幼穂器官の発育過程でmPingの切り出し、もしくは挿入が突発的に盛んに生じていることが想定された。これらの点に関する原因究明が進んでおらず原因となるｍPinを特定する作業の妨げとなっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
幼苗ステージでのストレス耐性が確認できた個体別系統を利用して、低温、塩および乾燥ストレス耐性の程度とストレス耐性獲得機構を観察するとともに、耐性獲得個体と感受性個体とを複数個ずつもちいたNGS解析により、耐性個体特異的なmPing挿入の同定を進める。
VGI個体の生育強勢発現機構について詳細に調査するため、幼苗ステージでmPingの転移頻度を利用してVGI個体と単純な復帰型個体とを識別し、それぞれの生育経過を観察して生育経過を観察する。分けつ数や草丈の調査に加えて、根系の発育および光合成についてもVGI品種と生育強勢を示さない復帰型個体との差異を詳細に調査する。
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