深水条件下における節間伸長の分子機構

• 研究領域: 大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
• 研究課題/領域番号: 22119007
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 芦苅 基行 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (80324383)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 85,540千円 (直接経費: 65,800千円、間接経費: 19,740千円); 2014年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2013年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2012年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2011年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2010年度: 23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円)
• キーワード: 浮きイネ / 環境適応 / イネ / 節間伸長

研究成果の概要

本研究では浮きイネの深水依存的な節間伸長の分子メカニズムの解明を進めた。遺伝学的な解析を行い、２つの遺伝子(SK3及びSK4)を同定することに成功した。SK3は機能未知の遺伝子であり、深水依存的に節の細胞分裂を行う組織で発現することが明らかになった。SK4はジベレリン（GA）の合成酵素遺伝子であり、浮きイネのSK4は一般的なイネに比べ高いGA合成活性を保持すること、また深水依存的にSK4の発現が誘導されることが判明した。浮きイネでは、深水に伴い節間伸長部位でSK3が細胞分裂を活性化し、SK4がGAを生産し細胞伸長を行うことで節間伸長を行うことが推測された。

研究成果

• [雑誌論文] Rare allele of a previously unidentified histone H4 acetyltransferase enhances grain weight, yield, and plant biomass in rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Song XJ, Kuroha T, Ayano M, Furuta T, Nagai K, Komeda N, Segami S, Miura K, Ogawa D, Kamura T, Suzuki T, Higashiyama T, Yamasaki M, Mori H, Inukai Y, Wu J, Kitano H, Sakakibara H, Jacobsen SE, Ashikari M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 112 号: 1 ページ: 76-81
  • DOI: 10.1073/pnas.1421127112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A mathematical model of phloem sucrose transport as a new tool for designing rice panicle structure for high grain yield (2015)
  • 著者名/発表者名: Seki M, Feugier FG, Song X-J, Ashikari M, Nakamura H, Ishiyama K, Yamaya T, Ikeda M, Kitano H, Satake A
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 号: 4 ページ: 605-619
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu191
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development and evaluation of chromosome segment substitution lines (CSSLs) carrying chromosome segments derived from <i>Oryza rufipogon</i> in the genetic background of <i>Oryza sativa</i> L. (2014)
  • 著者名/発表者名: Furuta T, Uehara K, Shim R, Shim J, Ashikari M and Takashi T.
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 63 号: 5 ページ: 468-475
  • DOI: 10.1270/jsbbs.63.468
  • NAID: 130004146411
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] QTL analysis of internode elongation in response to gibberellin in deepwater rice (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagai K., Kondo Y., Kitaoka T., Noda T., Kuroha T., Shim R. A., Yasui H., Yoshimura A. and Ashikari M.
  • 雑誌名: AOB plant 巻: 6 号: 0 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1093/aobpla/plu028
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gibberellin biosynthesis and signal transduction is essential for internode elongation in deepwater rice (2014)
  • 著者名/発表者名: Ayano M, Kani T., Kojima M, Sakakibara H., Kitaoka T., Kuroha T., Shim R. A., Kitano H., Nagai K. and Ashikari M.
  • 雑誌名: Plant, Cell and Environment 巻: 37 号: 10 ページ: 2313-2324
  • DOI: 10.1111/pce.12377
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two novel QTLs regulate internode elongation in deepwater rice during the early vegetative stage. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai, K.
  • 雑誌名: Breeding Science 巻: 62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial selection for a green revolution gene during japonica rice domestication (2011)
  • 著者名/発表者名: Asano K, Yamasaki M, Takuno S, Miura K, Katagiri S, Ito T, Doi K, Wu J, Ebana K, Matsumoto T, Innan H, Kitano H, Ashikari, M., Matsuoka M
  • 雑誌名: PNAS 巻: 108(27) ページ: 11034-11039
  • 査読あり
• [雑誌論文] イネの洪水における異なる2つの生存戦略エチレン情報伝達を介した洪水耐性機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagai, K., Hattori, Y., Ashikari, M
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 49 ページ: 222-224
• [雑誌論文] Vacuolar Proton Pumps and Aquaporins Involved in Rapid Internode Elongation of Deepwater Rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Muto, Y., Segami, S., Hayashi, H., Sakurai, J., Murai-Hatano, M., Hattori, Y., Ashikari, M., Maeshima, M
  • 雑誌名: Biosc.Biotechnol.Biochem. 巻: 75 ページ: 114-122
  • NAID: 10027896894
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vacuolar Proton Pumps and Aquaporins Involved in Rapid Internode Elongation of Deepwater Rice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Muto, Y., Segami, S., Hayashi, H., Sakurai, J., Murai-Hatano, M., Hattori, Y., Ashikari, M, Maeshima, M
  • 雑誌名: Biosc.Biotechnol.Biochem. 巻: 75 ページ: 114-122
  • NAID: 10027896894
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice growth adapting to deepwater (2010)
  • 著者名/発表者名: Hattori, Y., Nagai, K, Ashikari, M.
  • 雑誌名: Curr.Opin.Plant Biol. 巻: 14 ページ: 100-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stunt or elongate? Two opposite strategies by which rice adapts to floods. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagai, K., Hattori, Y, Ashikari, M.
  • 雑誌名: J PlantRes. 巻: 123 ページ: 303-309
  • NAID: 10027218844
  • 査読あり
• [学会発表] イネ耐水性機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒川裕介
  • 学会等名: イネ耐水性機構の解明
  • 発表場所: 玉川大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-22
• [学会発表] 植物科学を用いた穀物増産へのチャレンジ (2015)
  • 著者名/発表者名: 芦苅基行
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] A novel gibberellin response gene triggers internode elongation in deepwater (2015)
  • 著者名/発表者名: 永井啓祐
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 新規浮イネ制御遺伝子Snorkel3の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井啓祐
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショプ2014
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-12
• [学会発表] 新規浮イネ制御因子Snorkel3による節間伸長の開始時期の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤悠真
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショプ2014
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-12
• [学会発表] 浮イネにおけるエチレンを介したジベレリン合成制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒羽剛
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショプ2014
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-12
• [学会発表] イネの深水ストレス回避機構の分子メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 芦苅 基行
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] イネにおけるジベレリン応答性に関するQTL解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井 啓祐
  • 学会等名: 日本育種学会第125回講演会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 浮きイネの節間伸長制御遺伝子 SK1, SK2 の組織特異的発現解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 芦苅基行
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Molecular Mechanism of Escape from Deepwater Stress in Rice (2013)
  • 著者名/発表者名: 芦苅 基行
  • 学会等名: 2013 International Symposium on Agricultural Biotechnology
  • 発表場所: 台湾・台北
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptional regulation of gibberellin biosynthesis by ethylene signaling in the growth response of submerged deepwater rice (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒羽 剛
  • 学会等名: The 21st International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: 上海・中国
• [学会発表] Molecular cloning and functional analysis of SNORKEL3 in deepwater rice (2013)
  • 著者名/発表者名: 芦苅 基行
  • 学会等名: The 11th International Conference on Plant Anaerobiosis
  • 発表場所: ロスバニョス・フィリピン
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism of gibberellins biosynthesis in the internode elongation of submerged deepwater rice (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒羽 剛
  • 学会等名: The 11th International Conference on Plant Anaerobiosis
  • 発表場所: ロスバニョス・フィリピン
• [学会発表] Gibberellin-responsive gene regulates the lowest elongated internode in deepwater rice (2013)
  • 著者名/発表者名: 永井 啓祐
  • 学会等名: The 11th International Conference on Plant Anaerobiosis
  • 発表場所: ロスバニョス・フィリピン
• [学会発表] Analysis of ethylene response in rice seedlings (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒川 裕介
  • 学会等名: The 11th International Conference on Plant Anaerobiosis
  • 発表場所: ロスバニョス・フィリピン
• [学会発表] Hormonal regulation mechanism about intercalary meristem activity (2013)
  • 著者名/発表者名: 綾野 まどか
  • 学会等名: The 11th International Conference on Plant Anaerobiosis
  • 発表場所: ロスバニョス・フィリピン
• [学会発表] 浮きイネの深水応答におけるエチレンとジベレリンの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 芦苅基行
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] SNORKEL genes that regulate deepwater response are directly targeted by EIL1 in deepwater rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai, K., Ashikari, M
  • 学会等名: Ethylene 2012
  • 発表場所: Rotorua, New Zealand
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] Ethylene regulates internode elongation in deepwater rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Ashikari, M
  • 学会等名: Ethylene 2012
  • 発表場所: Rotorua, New Zealand
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] 深水条件下における節間伸長の分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 芦苅基行
  • 学会等名: 日本植物生理学会第53回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Transcriptional regulation of Snorkel genes by ethylene signaling in deepwater rice (2011)
  • 著者名/発表者名: 黒羽剛、芦苅基行
  • 学会等名: 新学術領域研究「植物突破力」国際シンポジウ
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] nalysis of ethylene response in rice seedling (2011)
  • 著者名/発表者名: 黒川裕介、芦苅基行
  • 学会等名: 新学術領域研究「植物突破力」国際シンポジウム
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] How does deepwater rice from flood? (2011)
  • 著者名/発表者名: 芦苅基行
  • 学会等名: 新学術領域研究「植物突破力」国際シンポジウム
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] 洪水を克服したイネの分子メカニズムの解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芦苅基行
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大会
  • 発表場所: 京都(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] ナチュラルバリエーションを利用して植物の環境適応性を明らかにする試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 芦苅基行
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-17
• [図書] 植物のシグナル伝達-分子と応答- (2010)
  • 著者名/発表者名: Hattori, Y, Ashikari, M
  • 出版者: 共立出版