熱帯アジア・アフリカのイネ品種改良に向けた籾数増加に関する遺伝子解析と育種的利用

• 研究課題/領域番号: 11J07274
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 藤田 大輔 九州大学, 農学研究院, 講師
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
• キーワード: イネ / 多収性 / インド型品種 / 熱帯ジャポニカ / 籾数 / 高精度連鎖解析 / マーカー選抜 / 育種的利用

研究概要

世界の人口増加に伴い、米の消費量も年々増加し続けており、生産量を増加する必要がある。アジア・アフリカなど熱帯地域の栽培イネ品種の生産量増加には、収量構成要素(穂数、籾重、1穂当たり籾数)に関する遺伝子の育種的改良が不可欠である。本研究では、熱帯地域で栽培されているインド型品種において籾数を増加する遺伝子め特定とその育種的利用を目指している。期間内に行う研究内容は、大きく区分すると以下の3つの内容である。(1)高精度連鎖解析を行い、籾数が増加する遺伝子(qTSN>4)の分子機構を検証する。(2)次に、qTSN4を識別するDNAマーカーを作出する。(3)さらに、熱帯アジア・アフリカ地域で普及品種へqTSN4を導入する。
(1)の研究内容に関しては、昨年度の研究成果において、qTSN4の候補遺伝子を導入した形質転換体を作出し、導入した遺伝子の籾数への効果を確認した。本年度は、qTSN4の候補遣伝子を過剰発現した形質転換体の後代系統において、籾数増加・止め葉幅の増大・維管束数の増加の効果を確認した。(2)の研究内容に関しては、在来品種70系統を栽培しDNAを抽出し、候補遺伝子の塩基配列を解読・比較した。その結果、日印間では対立遺伝子座が明らかに異なる傾向がみられた。配列情報を基に、日印間の対立遺伝子座を識別するマーカーを作出した。(3)の研究内容に関しては、インドネシアの普及品種Ciherang、ラオスの普及品種TDK1、フィリピンの普及品種PSBRc18、バングラデッシュの普及品種BR11、インドの普及品種SwarnaにqTSN4を導入するマーカー選抜育種を行い、固定系統を選抜評価した。BC_2F_3集団において、籾数の増加と止め葉幅の増大を確認した。また、東アフリカの普及品種SUPAにqTSN4を導入しており、BC_3F_1種子を作出した。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Identification and characterization of quantitative trait loci for root elonga tion by using introgression lines with genetic background of Indica-type rice variety IR64. (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Obara, T. Ishimaru, T. Abiko, D. Fujita, N. Kobayashi, S. Y anagihara, and Y. Fukuta
  • 雑誌名: Plant Biotechnol. Rep. 巻: 8 号: 3 ページ: 267-277
  • DOI: 10.1007/s11816-014-0320-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Responses and adaptation by Nephotettix virescens to monogenic and pyramided rice lines with Grh-resistance genes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Q. Vu, R. Quintana, D. Fujita, C. C. Bernal, H. Yasui, C. D. Medina, and F. G. Horgan
  • 雑誌名: Entomol. Exp. Appl. 巻: 150 号: 2 ページ: 179-190
  • DOI: 10.1111/eea.12149
  • 査読あり
• [雑誌論文] NALI allele from a rice landrace greatly increases yield in modern indica cultivars. (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Fujita, K. R. Trijatmiko, A. G. Tagle, M. V. Sapasap, Y. Koide, K. Sasaki, N. Tsakirpaloglou, R. B. Gannaban, T. Nishimura, S. Yanagihara, Y. Fukuta, T. Kos hiba, I. H. Slamet-Loedin, T. Ishimaru, N. Kobayashi
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110 号: 51 ページ: 20431-20436
  • DOI: 10.1073/pnas.1310790110
  • 査読あり
• [雑誌論文] QTL for spikelet number from a high-yielding rice variety, Hoshiaoba, detected in an introgression line with the genetic background of an indica rice variety, IR64. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koide, Y., D. Fujita, A. G. Tagle, K. Sasaki, T. Ishimaru, Y. Fukuta, N. Kobayashi
  • 雑誌名: Euphytica 巻: 印刷中(印刷中) 号: 1 ページ: 97-106
  • DOI: 10.1007/s10681-013-0882-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice resistance to planthoppers and leafhoppers (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Fujita, A. Kohli, and F. G. Horgan
  • 雑誌名: Critical Review in Plant Sciences 巻: 32 号: 3 ページ: 162-191
  • DOI: 10.1080/07352689.2012.735986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional roles of the plasticity of root system development in dry matter production and water uptake under rainfed lowland conditions in rice : Evaluation of IR64 introgression lines (INLs) (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nakata, V. Gowda, A. Henry, R. Serraj, Y. Inukai, D. Fujita, N. Kobayashi, R. Suralta, A. Yamauchi
  • 雑誌名: Field Crops Research 巻: 144 ページ: 288-296
  • DOI: 10.1016/j.fcr.2013.01.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of near-isogenic lines carrying QTL for high spikelet number with the genetic background of an <i>indica</i> rice variety IR64 (<i>Oryza sativa</i> L.) (2012)
  • 著者名/発表者名: D.Fujita, A.Tagle, L.Ebron, Y.Fukuta, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 62 号: 1 ページ: 18-26
  • DOI: 10.1270/jsbbs.62.18
  • NAID: 130004146331
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping and pyramiding of two major genes for resistance to the brown planthopper (Nilaparvata lugens [Stal]) in the rice cultivar ADR52 (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Myint, D.Fujita, M.Matsumura, T.Sonoda, A.Yoshimura, H.Yasui
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Genetics 巻: 124 号: 3 ページ: 495-504
  • DOI: 10.1007/s00122-011-1723-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of QTLs for days to heading in near-isogenic lines with genetic background of Indica-type rice variety IR64 (Oryza sativa L.) (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Fujita, R.E.Santos, L.A.Ebron, Y.Fukuta, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Plant Breeding 巻: 130 号: 5 ページ: 526-532
  • DOI: 10.1111/j.1439-0523.2011.01864.x
  • 査読あり
• [学会発表] Marker-assisted breeding of qTSN4 for increasing grain yield of popular Indica-type rice cultivars in Southeast and South Asia (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Fujita, E. Simon, K. Sasaki, R. Gannaban, T. Ishimaru, and N. Kobayashi
  • 学会等名: 7th International rice genetics symposium
  • 発表場所: マニラ・フィリピン(発表確定)
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] Fine-mapping of a QTL for increase total spikelet number, qTSN4, in a tropical japonica rice variety (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Fujita, A. G. Tagle, R.B. Gannaban, Y. Koide, K. Sasaki, Y. Fukuta, T. Ishimaru, N. Kobayashi
  • 学会等名: 10^<th> International symposium on Rice Functional Genomics
  • 発表場所: Thailand
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] インド型品種ADR52に由来するトビイロウンカ抵抗性遺伝子BPH25とBPH26に関する遺伝子集積系統の育成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安井秀、藤田大輔、屋良朝紀、吉村淳
  • 学会等名: 日本育種学会第121回講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] IR64染色体挿入系統群を用いた根長に関わるQTLの同定と特徴付け (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原実広、石丸努、藤田大輔、小林伸哉、福田善通
  • 学会等名: 日本育種学会第121回講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] QTL analysis for total spikelet number in introgression line from new-plant-type rice variety with IR64 genetic background (2012)
  • 著者名/発表者名: R.B.Gannaban, A.G.Tagle, D.Fujita, M.J.T.Yanoria, L.A.Ebron, K.Sasaki, N.Kobayashi, T.Ishimaru
  • 学会等名: SABRAO
  • 発表場所: チェンマイ・タイ
• [学会発表] Planthopper problem and research for planthopper resistance in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Fujita
  • 学会等名: Partnership development workshop for enhancing brown planthopper resistance
  • 発表場所: 国際稲研究所・フィリピン
  • 年月日: 2011-11-24
• [備考] 国際農林水産業研究センター 熱帯アジアの稲の収量を増加する遺伝子を発見-DNAマーカー育種によりインド型品種の増収が可能に-
  • URL: http://www.jircas.affrc.go.jp/press/2013/press12.html
• [備考] 独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 作物研究所 熱帯アジアの稲の収量を増加する遺伝子を発見-DNAマーカー育種によりインド型品種の増収が可能に-
  • URL: http://www.naro.aftrc.go.jp/publicity_report/press/laboratory/nics/049514.html
• [産業財産権] Breeding methods for enhancing grain yield and related Materials and Methods (2014)
  • 発明者名: T. Ishimaru, I. H. Slame t-Loedin, D. Fujita, K. R. Trijatmiko, Y. Koide, K. Sasaki, N. Tsakirpaloglou, Y. Fukuta, and N. Kobayashi
  • 権利者名: T. Ishimaru, I. H. Slame t-Loedin, D. Fujita, K. R. Trijatmiko, Y. Koide, K. Sasaki, N. Tsakirpaloglou, Y. Fukuta, and N. Kobayashi
  • 出願年月日: 2014-02-03
  • 外国