イネ半矮性遺伝子sd1の単離及びその分子育種学的利用

• Project/Area Number: 14760003
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 芦苅 基行 (芦刈 基行) 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 助教授 (80324383)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2002: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: イネ / 緑の革命 / GA / ジベレリン / 育種

Research Abstract

1)新規GA非感受変異体の選抜-名古屋大学に系統保存されている矮性変異体ライン、九州大学においてMNU処理で見いだされた矮性変異体ライン、Tos17で誘発された矮性変異体からGA変異体に特徴的な表現型(矮性、濃緑葉、幅広な葉)を指標にGA関連矮性変異体の選抜を試みた。表現型による1次選抜後、選抜個体にGAを投与しGAの反応性を調査し10個体のGA非感受変異体候補を選抜した。
2)SLR1ホモログ(SLRL1,SLRL2)の分子遺伝学的解析-これまでにGA情報伝達の抑制因子SLR1を同定し、分子遺伝学・生化学的な解析を行ってきた。その研究過程でイネゲノム中に比較的相同性の高い2つのSLR1ホモログ(SLRL1,SLRL2)を見いだした。SLRL1&2とGA情報伝達の関与を調査したところ少なくともSLRL1とGAの部分的な関与が示唆された。
3)マイクロRNAを介したGAの情報伝達の分子遺伝学的解析-GAmybはGA情報伝達に関与する転写因子である。我々はイネゲノム中にはGAmybの配列の一部に完全マッチするマイクロRNA(miR159)を見いだした。このマイクロRNAとGA情報伝達との関係を明らかにするために分子遺伝学的解析を行った。miR159を過剰発現した個体ではgamyb変異体と同様に節間伸長や花器の形成に異常を来したことからこのマイクロRNA(miR159)がGA情報伝達に寄与していると結論した。
4)GAmybを介したGA反応遺伝子の解析-gamyb変異体の胚乳を用いてマイクロアレイ解析を行った。その結果胚乳においてGA依存的な遺伝子の転写はすべてGAmybを介して制御されていることが明らかになった。
5)GA情報伝達因子GID1とGID2因子の分子遺伝学・生化学的解析-GA情報伝達因子であるGID1およびGID2の生化学的な特性について明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Loss-of-function mutations of the rice GAMYB gene impair the α-amylase expression in aleurone and flower development. (2004)
  • Author(s): Kaneko, M
  • Journal Title: Plant Cell 16 Pages: 33-44
• [Journal Article] CID2, an F-box subunit of the SCF E3 complex, specifically interacts with phosphorylated SLR1 protein and regulates the gibberellin dependent degradation of SLR1 in rice. (2004)
  • Author(s): Gomi, K.
  • Journal Title: Plant J. 37 Pages: 626-634
• [Journal Article] An overview of gibberellin metabolism enzyme genes and their related mutants in rice. (2004)
  • Author(s): Sakamoto, T.
  • Journal Title: Plant Physiol. 134 Pages: 1642-1653
• [Journal Article] In rice semi-dwarf gene, Tan-Ginbozu(D35), encodes the gibberellin biosynthesis enzyme, ent-kaurene oxidase. (2004)
  • Author(s): Itoh, H.
  • Journal Title: Plant Mol. Biol. 54 Pages: 533-547
• [Book] 植物ホルモンのシグナル伝達 ジベレリン情報伝達 (2004)
  • Author(s): 芦苅基行
  • Publisher: 秀潤社
• [Publications] M.Kaneko: "Where do gibberellin biosynthesis and gibberellin signaling occur in rice plant?"Plant J.. 35. 104-114 (2003)
• [Publications] Z.Hong: "A rice brassinosteroid-deficient mutant, ebisu dwarf (d2), is caused by a loss-of-function of a new member of cytochrome P450."Plant Cell. 5. 2900-2910 (2003)
• [Publications] Sasaki, A: "A defect in a putative F-box gene causes accumulation of the phosphorylated repressor protein for GA signaling."Science. 299. 1896-1898 (2003)
• [Publications] Takeda, T.: "The OsTB1 gene negatively regulates lateral branching in rice."Plant J.. 33. 104-115 (2003)
• [Publications] 芦苅基行: "短桿を科学する"農業技術. 58. 33-37 (2003)
• [Publications] 芦苅基行: "タンパク質分解を介したジベレリン情報伝達"生化学. 75. 1453-1456 (2003)
• [Publications] Ashikari, M.: "Gibberellin signal transduction in rice"J.Plant Growth Regul.. 22. 141-151 (2003)
• [Publications] Ashikari, M.: "Mutation in a gibberellin biosynthetic gene, GA20 oxidase, contributed to the rice Green Revolution."Rice science ; Innovations and impact for livelihood. 333-343 (2003)
• [Publications] Itoh, H., M.Ueguxhi-Tanaka, Y.Sato, M.Ashikari, M.Matsuoka.: "The gibberellin signaling pathway is regulated by appearance and disappearance of SLENDER RICE 1 in nuclei"Plant Cell. 14. 57-70 (2002)
• [Publications] Kaneko, M., H.Itoh, M.Ueguchi-Tanaka, M.Ashikari, M.Matsuoka.: "The α-Amylase Induction in Endosperm during Rice Seed Germination Is Caused by Gibberellin Synthesized in Epithelium"Plant Physiology. 128. 1264-1270 (2002)
• [Publications] Sasaki, A., M.Ashikari, M.Ueguchi-Tanaka, H.Itoh, A.Nishimura, S.Datta, K.Ishiyama, T.Saito, M.Kobayashi, G.S.Khush, H.Kitano, M.Matsuoka.: "Rice gibberellin synthesis gene"Nature. 416. 701-702 (2002)
• [Publications] Itoh, H., M.Ueguchi-Tanaka, T.Sakamoto, T.Kayano., H.Tanaka, M.Ashikari, M.Matsuoka.: "Modification of rice plant height by suppressing the height-controlling gene, D18, in rice"Breeding Science. 52. 215-218 (2002)
• [Publications] Ashikari, M., A.Sasaki, M.Ueguchi-Tanaka, H.Itoh, A.Nishimura, S.Datta, K.Ishiyama, T.Saito, M.Kobayashi, G.S.Khush, H.Kitano, M.Matsuoka.: "Mutation in a gibberellin biosynthetic gene, GA20 oxidase, contributed to the rice "Green Revolution""Breeding Science. 52. 143-150 (2002)