トウモロコシの耐湿性強化に寄与する酸素漏出バリアの形成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15H04434
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝育種科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中園 幹生 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70282697)
• 研究分担者: 間野 吉郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, ユニット長 (20355126)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: トウモロコシ / テオシント / 耐湿性遺伝子 / 酸素漏出バリア / マッピング

研究成果の概要

トウモロコシの近縁種であるニカラグアテオシントは、根表層に根からの酸素漏出を防ぎ、根端への酸素供給を効率化する酸素漏出（ROL）バリアを形成するために、耐湿性が高い。一方で、耐湿性の低いトウモロコシはROLバリアを形成しない。本研究課題により、トウモロコシとニカラグアテオシントの交雑集団を用いて、ROLバリア形成能に関与する染色体領域をマッピングした結果、第3染色体上の約232 kbの領域にマッピングできた。この領域には5つの遺伝子が座乗している。詳細な発現解析を行ったところ、1つの遺伝子にまで候補遺伝子を絞り込むことに成功した。しかし、ROLバリアの構成成分については明らかにできなかった。

研究成果

• [国際共同研究] 西オーストラリア大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [国際共同研究] 西オーストラリア大学(オーストラリア)
• [雑誌論文] Regulation of root traits for internal aeration and tolerance to soil waterlogging-flooding stress (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, T., Colmer, T.D., Pedersen, O. and Nakazono, M.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 176 号: 2 ページ: 1118-1130
  • DOI: 10.1104/pp.17.01157
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A major locus involved in the formation of the radial oxygen loss barrier in adventitious roots of teosinte Zea nicaraguensis is located on the short-arm of chromosome 3. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, K., Takahashi, H., Sato, S., Nishiuchi, S., Omori, F., Malik, A.I., Colmer, T.D., Mano, Y. and Nakazono, M.
  • 雑誌名: Plant, Cell & Environment 巻: 40 号: 2 ページ: 304-316
  • DOI: 10.1111/pce.12849
  • NAID: 120006305571
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 植物の根への酸素供給システムの制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中園幹生
  • 学会等名: 第34回資源植物科学シンポジウム/第10回植物ストレス科学研究シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic and physiological analyses of the root traits for internal aeration of crops under flooded soil conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: Mikio Nakazono
  • 学会等名: International Symposium on Crop Roots and Rhizosphere Interactions
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Zea nicaraguensisの酸素漏出バリア形成に関わる遺伝子座の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井出健斗、渡邊宏太郎、髙橋宏和、高橋秀和、大森史恵、間野吉郎、中園幹生
  • 学会等名: 日本育種学会第132回講演会
• [学会発表] A locus controlling formation of a barrier to radial oxygen loss is located on chromosome 3 in Zea nicaraguensis (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, K., Takahashi, H., Sato, S., Nishiuchi, S., Omori, F., Malik, A.I., Colmer, T.D., Mano, Y. and Nakazono, M.
  • 学会等名: The 12th International Society for Plant Anaerobiosis Conference
  • 発表場所: Helsingor, Denmark
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会