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栄養器官のデンプン合成制御による次世代型作物の作出に向けた分子基盤の確立

Research Project

Project/Area Number 16J03481
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Crop production science
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

森田 隆太郎  神戸大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords澱粉生合成制御 / イネ / 稲わら / 転写因子 / バレイショ / デンプン生合成制御 / バイオエタノール
Outline of Annual Research Achievements

CO2 Responsive CCT Protein (CRCT) はイネの葉鞘・稈における澱粉生合成転写制御因子である.本研究の目的はCRCTの分子機構の解明とCRCTを利用した作物の改良である.

研究A.「CRCTの分子機能解析」 研究計画を変更しCRCTタンパク質の安定性を解析したところ,CRCTはタンパク質抽出液中で瞬時に分解された.そこでCRCTが分解されない条件検討を行いゲルろ過クロマトグラフィー法によりCRCTが生体内で複合体を形成していることを解明した.CRCTは主に葉鞘の維管束で発現するが,葉鞘の柔細胞の澱粉生合成を制御する.そこで澱粉生合成関連遺伝子の発現の組織特異性をプロモーター::GUS形質転換イネを作出して解析した.しかし,澱粉生合成関連遺伝子は維管束のみならず他の組織でも発現し,CRCTの発現パターンと一致しなかった.
研究B.「稲わらのデンプン蓄積量の品種間差」 栽培イネ品種の稲わらの澱粉含量には品種間差がある.そこでCRCTと稲わらの澱粉含量の品種間差の関係を解析した.栄養生長期,出穂後0, 10, 20日目の葉鞘を用いてCRCTの発現量と澱粉生合成関係遺伝子の発現量や澱粉含量との関係を解析したところ,多くの澱粉合成関連遺伝子の発現量とCRCTの発現量に全生育期間を通して高い相関が認められた.CRCTの発現量と葉鞘の澱粉含量には明確な相関は認められなかった.また,解析に用いたイネ品種のCRCTのプロモーター領域約2 kbの遺伝子配列を解析したところ,品種による違いは認められなかった.
研究C.「CRCTオーソログの機能解析」 ジャガイモオーソログ遺伝子StCRCTの発現解析を行ったところ,StCRCTは澱粉生合成や塊茎形成が促進される場合,発現量が増加することがわかった.また,形質転換ジャガイモの作出には至らなかった.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Overexpression of CO2 responsive CCT protein, a key regulator of starch synthesis strikingly increases the glucose yield from rice straw for bioethanol production.2017

    • Author(s)
      Ryutaro Morita, Hiroshi Teramura, Chiaki Ogino, Akihiko Kondo and Hiroshi Fukayama
    • Journal Title

      Plant Production Science

      Volume: 20 Issue: 4 Pages: 441-447

    • DOI

      10.1080/1343943x.2017.1389614

    • NAID

      120006454573

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Starch content in leaf sheath controlled by CO2-responsive CCT protein is a potential determinant of photosynthetic capacity in rice2016

    • Author(s)
      Morita R., Inoue K., Ikeda K., Hatanaka T., Misoo S., Fukayama H
    • Journal Title

      Plant Cell Physiology

      Volume: 57 Issue: 11 Pages: 2334-2341

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw142

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] バレイショにおけるイネCRCT遺伝子のオーソログの解析2018

    • Author(s)
      林龍之介,横山音,津釜大輔,森田隆太郎,深山浩,藤野介延
    • Organizer
      第245回日本作物学会講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] CO2 応答性 CCT タンパク質 CRCT はイネ栄養器官のデンプン合成制御に働く2017

    • Author(s)
      森田隆太郎,深山浩
    • Organizer
      日本作物学会第243回講演会
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都、文京区)
    • Year and Date
      2017-03-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] デンプン合成制御因子CRCTが稲わらを用いたバイオエタノール生産に及ぼす効果2017

    • Author(s)
      森田隆太郎,寺村浩,荻野千秋,近藤昭彦,深山浩
    • Organizer
      日本作物学会第243回講演会
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都、文京区)
    • Year and Date
      2017-03-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional Analysis of Protein Targeting to Starch 1 (PTST1) Orthologous Gene in Rice2017

    • Author(s)
      Ryutaro Morita
    • Organizer
      14th Young Researchers Seminar of Japanese Society of Photosynthesis Research
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Starch Content in Leaf Sheath Controlled by CO2 Responsive CCT Protein is a potential Determinant of Photosynthetic Capacity in Rice Grown under Elevated CO2 Condition2016

    • Author(s)
      Morita R, Hatanaka T, Misoo S, Fukayama H
    • Organizer
      第17回国際光合成学会
    • Place of Presentation
      マーストリヒト、オランダ
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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