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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Identification of genome mutation that induce C4 evolution by Quantitative Trait Locus (QTL) analysis

Research Project

Project/Area Number 26650097
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

宗景 ゆり  関西学院大学, 理工学部, 准教授 (30423247)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords遺伝学的解析
Outline of Annual Research Achievements

高温や乾燥環境下でもCO2を濃縮することにより高い光合成活性維持できるC4型光合成は、亜熱帯や半乾燥地域の草原に生息する植物が進化的に獲得した機構である。本研究では、従来のような、C4型酵素群の導入によるC3型作物のC4化ではなく、進化過程を模倣した遺伝子改変によるC4化分子育種を目指して、C4型への進化に関わるゲノム変異を明らかにする。Flaveria属植物(キク科)には、C3型からC4型への進化の途中に位置するC3-C4中間型の種が数多く現存し、これらのうちC3-C4中間種とC4型に近いC4様種の間では交配可能である。C3-C4中間種とC4様種のF2交雑集団を用いて、量的遺伝子座(QTL)解析を行う。当該当年度は、C4代謝酵素の一つNADP-マリックエンザイム(NADP-ME)のmRNA発現領域の解析およびFISH法による染色体の可視化を行った。
1.NADP-ME mRNA発現領域の解析
NADP-ME は、C4様種F. browniiでは維管束鞘細胞特異的に発現するのに対しC3-C4中間種F. floridanaでは、葉肉細胞と維管束鞘細胞の双方に発現する。F. floridana×F. browniiのF2集団を用いた解析を行った結果、NADP-MEの維管束鞘細胞特異的な発現は、クランツ構造やNADP-MEの発現量と連鎖しないことが明らかになった。
2.FISH法による染色体の可視化
全ゲノム配列の情報基盤が最も整っているFlaveria bidentisを用いたFISH法により、染色体マーカーとなる26S rDNAおよび5S rDNAの可視化を行った。マルチカラーFISH法により26S rDNAと5S rDNAは異なる一対の染色体上に存在することが明らかとなった。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Presentation] NADP-ME型C4 Flaveria bidentisにおける循環型電子伝達で機能するNDH複合体及びPGR5-PGRL1複合体の光合成への寄与2017

    • Author(s)
      小林加奈、中村有哉、森川かおる、横田明穂、谷口(山本)幸美、宗景(中島)ゆり
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県、鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] Flaveria属C4種の本葉の発達過程におけるFbDOFの発現パターン解析2017

    • Author(s)
      奥殿健、谷口(山本)幸美、宗景(中島)ゆり
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県、鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] C4種Flaveria bidentisにおけるRETICULATE-RELATED3の局在解析2017

    • Author(s)
      花田裕昭、谷口(山本)幸美、西村健司、坂本亘、古本強、宗景(中島)ゆり
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県、鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] キク科Flaveria属形質転換系と遺伝子発現誘導系の確立2016

    • Author(s)
      岡 美慧, 谷口 幸美, 宗景 ゆり
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県、富山市)
    • Year and Date
      2016-09-28 – 2016-09-30
  • [Presentation] Role of cyclic electron transport around photosystem I in NADP-ME type C4 Flaveria.2016

    • Author(s)
      Munekage Y.N
    • Organizer
      Satellite workshop on C4 photosynthesis.
    • Place of Presentation
      Dusseldorf (Germany)
    • Year and Date
      2016-08-05 – 2016-08-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Light harvesting and chloroplast electron transport in NADP-malic enzyme type C4 plants2016

    • Author(s)
      Munekage Y.N
    • Organizer
      C4:50: Photosynthesis Conference
    • Place of Presentation
      Canberra (Australia)
    • Year and Date
      2016-04-10 – 2016-04-13
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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