2014 Fiscal Year Research-status Report
カルビンサイクル酵素の多重増強によるイネの光合成および個体生育の改良
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26450074
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 雄二 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (80374974)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光合成 / カルビンサイクル / イネ / Rubisco / トランスケトラーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高等植物における光合成機能と個体生育の改良を目指し、炭酸固定速度をco-limitしていると期待されるカルビンサイクル酵素Rubiscoおよびトランスケトラーゼを同時に増強したイネを作製することを目的とした。
本年度においては、トランスケトラーゼ増強イネにRubisco増強イネを交配することで、これらがそれぞれ野生型の120-180%および110-120%となったF1イネを得た。さらにこれらを自殖させ、導入遺伝子をホモ化したF2世代も獲得することができた。
そこで、トランスケトラーゼ増強イネ、トランスケトラーゼ抑制イネ、Rubisco・トランスケトラーゼ同時増強イネ、対照実験としてトランスケトラーゼ抑制イネ（野生型の50%程度）および野生型イネを人工気象室内で栽培し、個体生育とCO2ガス交換法を用いた光合成特性の解析を行った。その結果、個体生育にはいずれの形質転換体においても野生型との大きな差はみとめられなかった。光合成特性に関しても、強光下で異なるCO2濃度において解析を行ったものの、同様に大きな差はみとめられなかった。
以上の結果から、Rubiscoおよびトランスケトラーゼの同時増強はイネの光合成機能の改善に大きく寄与することはないと現時点では考えられる。これまでにトランスケトラーゼの抑制は光合成と個体生育の抑制につながるとの報告がタバコにおいてなされているが、今回得られた結果はこれから予測されるものとは反するものであった。
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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
Rubisco・トランスケトラーゼ増強イネを予定より早く作製できたため、その解析を前倒しで開始することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rubiscoおよびトランスケトラーゼのタンパク質および遺伝子発現の解析が未着手である。まずこれを行うことで、今回解析に用いた個体で実際にRubiscoとトランスケトラーゼの量が変化していたことを確認する必要がある。さらに、トランスケトラーゼの増強および抑制は糖やデンプンの代謝に影響を及ぼしている可能性があるので、これらの定量を行う。
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| Causes of Carryover |
Rubiscoおよびトランスケトラーゼの遺伝子発現およびタンパク質の量の解析に着手できなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記解析のための分子生物学実験および生化学実験の消耗品の購入に充てる。
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[Presentation] イネのシンク拡大と光合成の改善2015
Author(s)
牧野周、鈴木雄二、小原実広、金田吉弘
Organizer
日本植物生理学会年会
Place of Presentation
東京農大世田谷キャンパス（東京都世田谷区）
Year and Date
2015-03-16 – 2015-03-18
Invited
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