• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Attempts to regulate mitochondrial gene expression in rice.

Research Project

Project/Area Number 18H02172
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
Research InstitutionKyushu University (2020)
Tohoku University (2018-2019)

Principal Investigator

風間 智彦  九州大学, 農学研究院, 准教授 (30431464)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
KeywordsmitoTALEN / 細胞質雄性不稔性イネ / ミトコンドリア / 植物ミトコンドリア / 細胞質雄性不稔イネ / 稔性回復遺伝子
Outline of Annual Research Achievements

細胞質雄性不稔性(Cytoplasmic male sterility, CMS)原因遺伝子によって,正常な花粉ができず,自殖によって種子が採れなくなるCMSイネを材料に用い,CMS原因遺伝子の人為的は発現制御を行うことを目的として以下の3点,1)ミトコンドリア移行TALEN(mitoTALEN)を用いた真のCMS原因遺伝子の同定,2)花粉形成時期に発現するmitoTALENを用いたCMS原因遺伝子の機能抑制,3)カスタムPPRタンパク質による転写後制御を介したCMS原因遺伝子の機能抑制,について研究を行った.本年度は,特に1)のCMS原因遺伝子の同定に注力した.実験材料として利用したRT102型CMSイネは,実用化されたハイブリッドライスの細胞質としてシェアの90%を占めるWA型の派生型と考えられる.これまでRT102型CMSイネのCMS原因遺伝子はorf352であると考えられてきた.しかし,今回mitoTALENによってorf352が破壊された個体の観察を行ったところ,種子稔性が回復しないことが分かった.また,ミトコンドリアのゲノム解析の結果,ORF352タンパク質のアミノ酸番号179番目から352番目が残っている個体では,花粉の表現型がRT102型CMSと同じままであったが, 211番目から352番目を保持している個体では,花粉へのデンプンの蓄積が確認され,花粉の表現型が回復していることが分かった.以上のことより,ORF352タンパク質の179番目から210番目のアミノ酸配列が花粉発達異常に寄与している可能性が示された.さらに,RT102型CMSがorf352一つのみによって引き起こされているのではなく,別の原因遺伝子が存在していることも明らかとなった.同様の結果がWA型CMSイネにおいても得られることが予想された.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2021 2019 2018

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

  • [Journal Article] Disruption of mitochondrial open reading frame 352 partially restores pollen development in cytoplasmic male sterile rice2021

    • Author(s)
      Shiho Omukai, Shin-ich Arimura, Kinya Toriyama, Tomohiko Kazama
    • Journal Title

      Plant Physiol

      Volume: 187 Pages: 236-246

    • DOI

      10.1093/plphys/kiab236

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] BT型細胞質雄性不稔性イネにおけるミトコンドリア遺伝子orf79の破壊2019

    • Author(s)
      風間智彦・亘悠太・堤伸浩・鳥山欽哉・有村慎一
    • Organizer
      日本育種学会 第135回講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ミトコンドリア移行TALENを用いたCMS原因遺伝子候補orf352のノックアウト2018

    • Author(s)
      大向詩穂・有村慎一・鳥山欽哉・風間智彦
    • Organizer
      第13回 東北育種研究集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ミトコンドリア移行TALENを用いたCW型細胞質雄性不稔性イネの雄性不稔性原因遺伝子の破壊2018

    • Author(s)
      木下諄美・有村慎一・鳥山欽哉・風間智彦
    • Organizer
      第13回 東北育種研究集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 稔性回復遺伝子Rf1はW1112型細胞質雄性不稔性イネの稔性を回復させるか?2018

    • Author(s)
      佐々木実穂・有村慎一・鳥山欽哉・風間智彦
    • Organizer
      第13回 東北育種研究集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Mitochondrial genome modification using mitochondria-targeted TALENs2018

    • Author(s)
      Tomohiko KAZAMA
    • Organizer
      WUR-TU Plant Science Workshop 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi