将来の高ＣＯ２環境を見据えたＲｕｂｉｓｃｏ含量の最適化によるダイズ生産性の向上
| Project/Area Number |
18J13173
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Crop production science
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| Research Institution | Kyoto University |
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| Research Fellow |
迫田 和馬 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | ダイズ / 光合成 / 高CO2 / ルビスコ / CO2固定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の物質生産は葉における光合成と密接に関連するため、ダイズの多収化に向けて個葉光合成能力が重要形質であると考えられてきた。大気CO2濃度は今世紀末には490～1260 ppmに達すると予想され、今後は将来的な高CO2環境を見据えたダイズ光合成能力の改良方策を提示する必要がある。本研究では、高CO2環境下でのダイズ群落における最適ルビスコ含量の時空間的プロファイルを構築するとともに、ルビスコ含量の最適化によるダイズ多収化の可能性を検討することを目的とする。
本年度は、農研機構・次世代作物開発研究センターとの共同研究により、本研究への供試材料を育成した。1500系統から構成されるダイズ変異体パネルを対象に、アンプリコンシーケンス法によりルビスコの小サブユニットをコードする核内遺伝子(RbcS)のエキソン領域に一塩基置換が生じた4系統を選抜した。これら選抜系統は変異箇所についてヘテロ接合型となっていたため、各系統を圃場で栽培し、自殖後代からホモ接合型の系統を育成した。育成系統において、2系統ではアミノ酸置換が、2系統では終始コドンが生じると考えられ、RbcSを機能欠損していると予想されるダイズ系統の育成に成功した。さらに、アミノ酸置換が生じた2つの変異系統はルビスコの酵素特性が改変していることが予想され、より高CO2環境に適応したルビスコを有している可能性が示唆された。一方、これら育成系統のうち、1系統は野生型とは大きく異なる葉の外観を呈しており、葉の形成に関わる遺伝子にも突然変異が生じていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までに、RbcSのエキソン領域に一塩基置換が生じた4つのダイズ変異系統を選抜している。そのうち2系統では、突然変異により終始コドンが生じると考えられ、RbcSを機能欠損していると予想されるダイズ系統の育成に成功している。以上の理由から、本研究は概ね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに育成したRbcSに突然変異が生じた4つのダイズ系統を圃場環境および高CO2環境を再現した人工気象室内で栽培し、生育期間を通して光合成特性とRbcS発現量、ルビスコ含量を経時的に解析する予定である。また、各系統の生葉からルビスコを抽出し、酵素特性を詳細に解析する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
