突然変異による概日リズムのゆらぎがイネの光合成能力および生産性に及ぼす効果の検証

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26870319
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 齊藤 大樹 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (10536238)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 概日リズム / イネ / 突然変異 / 光合成

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、突然変異によってイネの概日リズム変異個体を作出し、圃場における光合成能力の変化と生産性の増減を調査することで、突然変異による概日リズムのゆらぎが光合成能力に与える影響を検証し、生産性向上に寄与する知見を得ることを目的とした。
トランスポゾンmPingは銀坊主において活発な転移活性をもつ。そのため、自殖するごとに10～30の新たな挿入箇所を増加させる。また、新たに挿入する位置は遺伝子内あるいは遺伝子近傍に多く、mPing挿入による遺伝子破壊あるいは転写調節領域の改変が生じることが明らかにされている。品種銀坊主由来の自殖系統において、多様な新規挿入をもつ逆遺伝学解析集団(Spontaneous Transposition of an Active rice transposable element mPing: STAmPing line)を用い、各個体が有するmPingの隣接サイトを次世代シーケンサーで解読し、それぞれの個体が有する特異的なmPing挿入位置を特定した結果、イネの概日リズム制御に関わると考えられる候補遺伝子のエキソン内にmPingが挿入した系統を選抜した。
一方、銀坊主由来の変異系統HS276（Ef7を欠損し、概日リズムがやや長くなる変異系統）とX61（Se13を欠損し、概日リズム制御遺伝子の発現振幅が小さくなった系統）とを交配し、両遺伝子座に機能欠損アレルを有する二重突然変異系統を作出した。
以上の変異系統は、概日リズムに何らかの異常をもつと考えられ、突然変異による概日リズムのゆらぎが光合成能力に与える影響を検証するための有用な材料と考えられる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は、①概日リズム観測システムの開発と②概日リズム変異系統の作チュツに取り組んだ。これらのうち、概日リズム変異系統の作出については概ね順調に目標を達成できた。一方、概日リズム観測システムの開発において、幼葉鞘の回旋運動を観測する装置の設置に時間を要し、十分な観察を行うことができていない。これは、測定に利用する近赤外線カメラの選定と、自動観測システムの構築に時間がかかったためである。また遅延傾向の観察では、幼葉鞘の観測システムをカスタマイズして利用する予定であったが、観測装置の設置が遅れているため、未だ着手できていない。

Strategy for Future Research Activity

前年度に引き続き、多様な新規挿入をもつ逆遺伝学解析集団(STAmPing line)を用い、イネの概日リズム制御に関わると考えられる遺伝子にmPingの挿入のある系統を選抜し、光合成の調査に供試する。概日リズム観測システムの開発において、幼葉鞘の回旋運動を観測する装置のにおける近赤外線カメラの選定を早期に実施し、自動観測システムを構築する。

Causes of Carryover

概日リズム観測システムの開発において、幼葉鞘の回旋運動を観測する装置の測定に利用する近赤外線カメラの選定に時間を要したため、必要とする機材を購入できなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

前年度購入を予定していた測定装置にかかるカメラ等の機器を購入することに使用する。

Research Products

• [Presentation] The genetic effects with combination of flowering time mutant genes on flowering time and yield components (2014)
  • Author(s): Quan Xu, Hiroki Saito, Ikuo Hirose, Keisuke Katsura, Yoshihiro Yoshitake, Takayuki Yokoo, Takuji Tsukiyama, Masayoshi Teraishi, Takatoshi Tanisaka and Yutaka Okumoto
  • Organizer: 12th International Symposium on Rice Functional Genetics
  • Place of Presentation: Tucson, Arizona, USA
  • Year and Date: 2014-11-16 – 2014-11-19