イネ種間交雑における胚乳発生異常の原因自然突然変異の単離・同定とその応用

• 研究課題/領域番号: 12J09954
• 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: 横浜市立大学 (2014); 奈良先端科学技術大学院大学 (2012-2013)
• 研究代表者: 大西 孝幸 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 特別研究員(PD)
• 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: 3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: イネ / 生殖的隔離 / ナチュラルバリエーション / 次世代シークエンサー解析

研究実績の概要

野生イネには，耐病性や環境ストレス耐性など育種資源として有用な形質(遺伝子)が潜在している．しかしながら，栽培イネとの種間交雑において生殖的隔離が発生し，育種への利用が妨げられている．種間交雑が実践できれば広範な遺伝資源の利用が可能となるため，生殖的隔離の打破は育種における重要課題の１つである．
イネ研究には多様な遺伝資源や実験結果の累積といったメリットがある一方で，世代時間が長く，夏季期間以外では胚乳形質を評価することが困難であるというデメリットがあった．また，イネ種間には，塩基配列やエピジェネティックな修飾パターンなどの違いによる自然突然変異が豊富に存在しているため，目的の形質を支配する自然突然変異を同定する事は，人為突然変異の同定と比較して，より困難な仕事とされている．しかしながら，自然突然変異は完全な機能欠損ではない場合が多く，そのまま育種に利用できる可能性が高い，という利点を備えている．
我々が開発したイネの屋内栽培系を用いることで，年間６世代の戻し交配や，季節や気候変動に影響されずに安定して胚乳形質を評価することが可能となる．また，オミクス解析によって網羅的に自然突然変異を検出することができる．これらによって，イネ研究や自然突然変異がもつデメリットを解消しつつ，イネ雑種胚乳における生殖的隔離の原因となる自然突然変異（ナチュラルバリエーション）の単離・同定が達成できる．
本年度は，胚乳発生不全の原因遺伝子座について，年間６世代のスピードで作出した染色体断片置換系統を用いて，形質転換植物による相補性試験を進めた．しかしながら，候補遺伝子に関するコンストラクトでは，表現型の相補が認められず，さらなる候補遺伝子の捜索を進めている．

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] OsATG7 is required for autophagy-dependent lipid metabolism in rice postmeiotic anther development (2014)
  • 著者名/発表者名: Takamitsu Kurusu, Tomoko Koyano, Shigeru Hanamata, Takahiko Kubo, Yuhei Noguchi, Chikako Yagi, Noriko Nagata, Takashi Yamamoto, Takayuki Ohnishi, Yozo Okazaki, Nobutaka Kitahata, Daichi Ando, Masaya Ishikawa, Shinya Wada, Akio Miyao, Hirohiko Hirochika, Hiroaki Shimada, Amane Makino, Kazuki Saito, Hiroyuki Ishida, Tetsu Kjnoshita, Nori Kurata and Kazuyuki Kuchitsu^*
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 10(5) 号: 5 ページ: 878-888
  • DOI: 10.4161/auto.28279
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomic imprinting in plants: what makes the functions of paternal and maternal genes different in endosperm formation? (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Ohnishi, Daisuke Sekine, Tetsu Kinoshita
  • 雑誌名: Advances in Genetics 巻: 86 ページ: 1-25
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-800222-3.00001-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dissection of two major components of the post-zygotic hybridization barrier in rice endospern (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sekine, Takayuki Ohnishi, Hiroyasu Furuumi, Akemi Ono, Toshihiro Yamada, Nori Kurata and Tetsu Kinoshita^*
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 76(5) 号: 5 ページ: 792-799
  • DOI: 10.1111/tpj.12333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid establishment of introgression lines using cytoplasmic male sterility and a restorer gene in Oryza sativa cv. Nippon bare (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Ohnishi^*, Mihoko Yoshino, Kinya Toriyama and Tetsu Kinoshita^*
  • 雑誌名: Molecular Breeding 巻: 32(4) 号: 4 ページ: 831-839
  • DOI: 10.1007/s11032-013-9910-4
  • 査読あり
• [学会発表] 登熟初期の高温処理による胴割れ米の発生機序に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西孝幸
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2013-03-28