稈・葉鞘のデンプン量が減少したイネ突然変異体を用いた糖・デンプン蓄積機構の解明

• 研究課題/領域番号: 12J06490
• 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: 作物学・雑草学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡村 昌樹 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: イネ / デンプン / 非構造性炭水化物 / 分げつ角度 / 重力屈性 / 遮光

研究実績の概要

本研究では、葉鞘でのデンプン合成が抑制されたイネ突然変異体（agpl1）を用いて、イネの茎葉部での余剰炭水化物蓄積機構とその生育及び生産性上の意義を明らかにすることを目的としている。agpl1はデンプン合成の鍵酵素として知られるADP-Glucose pyrophosphorylase（AGP）をコードし、主に茎部で発現するとされている遺伝子であるOsAGPL1を欠損した変異体である。
昨年度はOsAGPL1と同じく、AGPをコードし、茎葉部で発現するとされているOsAGPL3を欠損した変異体（agpl3）とagpl1を交配し、OsAGPL1とOsAGPL3の両者を欠損した二重変異体（agpl1/3）を作出したところ、agpl1/3はagpl1よりもさらに茎部のデンプン濃度と重力応答性が低く、分げつ角度はagpl1よりさらに増大していることが明らかとなった。またagpl1/3は生育や乾物生産能力は野生型とほとんど差がなかった。そこで本年度はこのことの再現性を確認するため、agpl1/3生育および乾物生産能力を再度調査する予定であったが、天候不良により、信頼に足るデータが得られなかった。
また昨年度までの結果から、葉身においてデンプン濃度が低下するagpl3では、野生型イネと比較して、光環境が良好な栽培条件下においてのみ収量が低下することが明らかになっていた。そこで本年度はこの原因を明かにするため、agpl3の幼植物を様々な光環境下で栽培し、その初期生育や光合成速度を測定した。その結果、イネの葉身におけるデンプン蓄積は、光環境が良好な時の高い光合成の維持、すなわち光合成のフィードバック制御において重要な役割を担っていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of starch synthesis in rice stems splays tiller angle due to gravitropic insensitivity but does not affect yield (2015)
  • 著者名/発表者名: Okamura M, Hirose T, Hashida Y, Ohsugi R, Aoki N
  • 雑誌名: Functional Plant Biology 巻: 42 号: 1 ページ: 31-41
  • DOI: 10.1071/fp14159
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cooling water before panicle initiation increases chilling-induced male sterility and disables chilling-induced expression of genes encoding OsFKBP65 and heat shock proteins in rice spikelets (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Aoki N, Matsumura H, Okamura M, Ohsugi R, Shimono H
  • 雑誌名: Plant, Cell and Environment 巻: なし 号: 7 ページ: 1255-1274
  • DOI: 10.1111/pce.12498
  • 査読あり
• [雑誌論文] nalysis of gene-disruption mutants of a sucrose phosphate synthase gene in rice, OsSPS1, shows the importance of sucrose synthesis in pollen germination (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirose T, Hashida Y, Aoki N, Okamura M, Yonekura M, Ohto C, Terao T, Ohsugi R
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 225 ページ: 102-106
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2014.05.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phenotypic analyses of rice lse2 and lse3 mutants that exhibit hyperaccumulation of starch in the leaf blades (2014)
  • 著者名/発表者名: Liang C, Hirose T, Okamura M, Tanimoto R, Miyao A, Hirochika H, Terao T, Li T, Ohsugi R, Aoki N
  • 雑誌名: Rice 巻: 7 号: 1 ページ: 32-32
  • DOI: 10.1186/s12284-014-0032-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Starch reduction in rice stems due to a lack of OsAGPL1 or OsAPL3 decreases grain yield under low irradiance during ripening and modifies plant architecture (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamura M, Hirose T, Hashida Y, Yamagishi T, Ohsugi R, Aoki N
  • 雑誌名: Functional Plant Biology 巻: 40 号: 11 ページ: 1137-1146
  • DOI: 10.1071/fp13105
  • 査読あり
• [学会発表] 光環境の改変が葉身におけるデンプン合成が抑制されたイネ変異体の子実の登熟に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村昌樹、廣瀬竜郎、大杉立、青木直大
  • 学会等名: 日本作物学会第238回講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 茎部と葉身においてデンプン合成が抑制されたイネ二重変異体の分げつ角度と乾物生産 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村 昌樹
  • 学会等名: 日本作物学会第237回講演会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県)
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] Relationship between tiller angle, gravitoropism and starch content in a low stem starch rice mutant (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki Okamura
  • 学会等名: The 7th International Rice Genetics Symposium
  • 発表場所: Manila, Philippines
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] イネの茎部低デンプン変異体では茎部重力応答性の低下により分げつ角度が増大する (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村 昌樹
  • 学会等名: 日本作物学会第236回講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県〉
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 登熟期の遮光処理が茎葉部のデンプン合成が抑制されたイネ突然変異体の収量に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡村昌樹
  • 学会等名: 日本作物学会第234会講演会
  • 発表場所: 東北大学農学部(宮城県)
  • 年月日: 2012-09-10
• [備考] 東京大学大学院 農学生命科学研究科 作物学研究室
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/croplab/index.html