| Project/Area Number |
23K23574
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| Project/Area Number (Other) |
22H02308 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39010:Science in plant genetics and breeding-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
Yamauchi Takaki 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (50726966)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 佑 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 研究教授 (50634474)
野下 浩司 九州大学, 理学研究院, 助教 (10758494)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | イネ / 根 / 通過細胞 / 光合成 / 画像解析 / 内皮 / スベリン |
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| Outline of Research at the Start |
国連の気候変動に関する政府間パネルでは干ばつと洪水が農業による食料供給を阻害する最も大きな要因であることを報告している. これらの 課題を解決するためには, 土壌の乾燥や冠水に対して高い耐性をもつ気候変動耐性型作物の開発が求められる. そこで本研究では, 世界人口の 約半数の主食であるイネの根を対象として, 高い乾燥耐性や冠水耐性をもつ作物を開発するための新しいアプローチを提案する. 具体的には, ゲノム解析と画像解析を利用して, 水の輸送効率に関連する通過細胞数を制御する遺伝子を同定する. その上で, 通過細胞数と光合成活性の関 連性や遺伝子の機能を解明し, 将来の育種への応用の足掛かりとする.
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| Outline of Final Research Achievements |
Water uptake from the surface of roots is transported through the epidermis and cortex to the xylem inside the stele and used for photosynthesis in the leaves. Hydrophobic substances (e.g. suberin) in the endodermis inhibit water transport, whereas passage cells that do not accumulate suberin are responsible for selective water transport. We found that a high-yielding rice cultivar has a higher number of passage cells than a standard cultivar.
We identified the gene locus that controls the number of passage cells by genetic analysis of standard and high-yielding rice cultivars. Moreover, we demonstrated that the candidate gene affects the photosynthetic rate and stomatal conductance. These results suggest that passage cells contribute to water transport efficiency.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題では全ての高等植物が共通してもつ根の内皮のスベリン化が植物体内における水の輸送効率に関連することを明らかにした．実際に多収水稲品種では根の内皮に占めるスベリン化されない通過細胞の数が標準水稲品種と比べて有意に多いことから, 作物の通過細胞数を適切に制御することで, 多収化や水輸送効率の改善による環境ストレス耐性の強化などに応用することが期待される．
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