イネの栽培化過程におけるゲノムアダプテーション

• 研究領域: ゲノムアダプテーションのシステム的理解
• 研究課題/領域番号: 22125006
• 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: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 井澤 毅 独立行政法人農業生物資源研究所, 植物科学研究領域, 上級研究員 (10263443)
• 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: 116,870千円 (直接経費: 89,900千円、間接経費: 26,970千円); 2014年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円); 2013年度: 22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円); 2012年度: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2011年度: 23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円); 2010年度: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円)
• キーワード: イネ / 栽培化 / 紫黒イネ / イントログレッション / ゲノム / 黒米 / アントシアニン / 遺伝子重複 / 脱粒性 / 大粒化 / エピジェネティック / 相同組み換え / DNA重複 / 異所発現 / エピアリル / 転写因子 / エピジェネティクス / DNAメチル化 / イントログレッシ

研究成果の概要

紫黒米の起源となるKala4遺伝子の誕生過程を知るために、高精度マッピングとゲノム断片の単離により、原因変異を明らかにした。プロモーター領域の重複に加えて、同じ染色体の83kbp上流から11.0kbpのゲノム断片の挿入を確認した。また、形質転換実験により、この重複と挿入が黒米化の原因変異であることが明らかにした。
加えて、アジアで栽培されている多くのイネ在来系統でのKala4遺伝子の状態を解析し、黒米化を起こすKala4遺伝子の変異は、熱帯ジャポニカと呼ばれるイネ亜種で起こり、その変異がイントログレッションによって、アジア各地域に伝搬した様子をゲノム変化から明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Punctual transcriptional regulation by the rice circadian clock under fluctuating field conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki J, Kawahara Y, Izawa T
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 27 号: 3 ページ: 633-633
  • DOI: 10.1105/tpc.114.135582
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Deciphering and prediction of plant dynamics under field conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Izawa T
  • 雑誌名: Current Opinion in Plant Biology 巻: 24 ページ: 87-92
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2015.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical gates in day-length recognition to control the photoperiodic flowering (2014)
  • 著者名/発表者名: Osugi A, Izawa T
  • 雑誌名: Advances in Botanical Research 巻: 72 ページ: 103-130
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-417162-6.00004-3
  • ISBN: 9780124171626
  • 査読あり
• [雑誌論文] The coincidence of critical day length recognition for florigen gene expression and floral transition under long-day conditions in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Itoh H, Izawa T
  • 雑誌名: Molecular Plant 巻: ６ 号: 3 ページ: 635-649
  • DOI: 10.1093/mp/sst022
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Coincidence of Critical Day Length Recognition for Florigen Gene Expression and Floral Transition under Long-Day Conditions in Rice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Itoh H Izawa T
  • 雑誌名: Mol Plant. 巻: on-line journal
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deciphering and prediction of transcriptome dynamics under fluctuating field conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagano A etal.
  • 雑誌名: Cell 巻: 151 号: 6 ページ: 1358-1369
  • DOI: 10.1016/j.cell.2012.10.048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological significance of the plant circadian clock in natural field conditions. (2012)
  • 著者名/発表者名: Izawa T
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: 35 号: 10 ページ: 1729-1741
  • DOI: 10.1111/j.1365-3040.2012.02555.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A study of phytohormone biosynthetic gene expression using a circadian clock-related mutant in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh H, Izawa T
  • 雑誌名: Plant Signal Behav 巻: 6 号: 12 ページ: 1932-1936
  • DOI: 10.4161/psb.6.12.18207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dissection of the roles of phytochrome in photoperiodic flowering in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Osugi A, Itoh H, Ikeda-Kawakatsu K, Takano M, Izawa T
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 157 号: 3 ページ: 1128-1137
  • DOI: 10.1104/pp.111.181792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Os-GIGANTEA Confers Robust Diurnal Rhythms on the Global Transcriptome of Rice in the Field (2011)
  • 著者名/発表者名: Izawa, T., et al
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 23(5) 号: 5 ページ: 1741-55
  • DOI: 10.1105/tpc.111.083238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flowering time genes Heading date 1 and Early heading date 1 together control panicle development in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Endo-Higashi N, Izawa T
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 号: 6 ページ: 1083-1094
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr059
  • NAID: 10029712178
  • 査読あり
• [雑誌論文] 農業生産と体内時計の切っても切れない深い関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井澤毅
  • 雑誌名: 体内時計の科学と産業応用(シーエムシー出版) ページ: 125-133
• [雑誌論文] Photoperiodic Control of Flowering in the short-day Plant Oryza sativa (2011)
  • 著者名/発表者名: Izawa T
  • 雑誌名: Photoperiodism(eds Nelson, Denlinger)(Somers Oxford University Press) ページ: 38-58
• [雑誌論文] 光応答と開花制御-日の長さの変化を認識して花を咲かせるメカニズム- (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博紀、井澤毅
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 30 ページ: 161-166
• [雑誌論文] A pair of floral regulators sets critical day length for Hd3a florigen expression in rice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Itoh H, Nonoue Y, Yano M, Izawa T
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 42 ページ: 635-638
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一日に30分の日の長さの違いを認識できるイネの出穂期制御の潜在能力 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井澤毅
  • 雑誌名: 米麦改良誌 ページ: 2-10
• [学会発表] Time-keeping in rice under fluctuating field conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Izawa
  • 学会等名: GRC2013 : Chronobiology Circadian Rhythms: From Molecule to Man
  • 発表場所: Salve Regina University Newport, RI
  • 招待講演
• [学会発表] 栽培環境下での作物の遺伝子発現解析のすすめ (2013)
  • 著者名/発表者名: 井澤 毅
  • 学会等名: 2013年植物科学シンポジウム 持続可能資源の開発に向けた植物科学
  • 発表場所: 東京品川 コクヨホール
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptome and association analyses of candidate genes associated with black rice phenotype (2012)
  • 著者名/発表者名: Oguchi T, Maeda H, Yamaguchi T, Ebana K, Yano M, Ebitani T, Izawa T
  • 学会等名: Plant & Animal Genome XX Conference : P0771
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] 水田で育ってるイネにとって、概日時計って本当に大切なの? (2011)
  • 著者名/発表者名: 井澤毅
  • 学会等名: 時局生物学17(2):129
  • 発表場所: 名古屋大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] 水田で生育しているイネにとっての生物時計と光信号伝達 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井澤毅
  • 学会等名: 農業・工業原材料生産と光技術研究会:18
  • 発表場所: 浜松(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] 稲の光周性花芽形成分子機構-限界日長認識の仕組み- (2011)
  • 著者名/発表者名: 井澤毅
  • 学会等名: 園芸学研究10(別2):34-35
  • 発表場所: 岡山大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Molecular switch of critical day-length recognition in plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Izawa T
  • 学会等名: XII Congress of the European Biological Rhythms Society
  • 発表場所: Oxford UK(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-22