乾燥回避に寄与するイネ根系の表現型可塑性をもたらすエピジェネティック制御

• 研究課題/領域番号: 15H04435
• 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: 犬飼 義明 名古屋大学, 農学国際教育協力研究センター, 准教授 (20377790)
• 研究分担者: 兒島 孝明 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (40509080) ; 高橋 実鈴 名古屋大学, 生命農学研究科, 特任助教 (20738091)
• 連携研究者: 兒島 孝明 名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (40509080)
• 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: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: イネ / 根系形成 / 分子機構 / 根系形態 / ストレス応答 / 根系形成機構 / ヒストン修飾 / 遺伝子発現 / 突然変異 / 育種学 / 遺伝学 / 遺伝子 / ゲノム / ストレス / 植物遺伝育種学 / エピジェネティクス

研究成果の概要

本研究では、主軸根の伸長阻害に応答した側根の補償生長機構、およびメリステムサイズの大きなL型側根の形成に関わる分子機構を明らかにすることを目的とした。はじめに、土壌の圧縮などにより主軸根の伸長が阻害された時に、障害を受けた根端近傍での側根発育が促進される現象に着目し、人為的に種子根の根端を切除しL型側根を発生させることで側根原基の発生過程と側根メリステムサイズ変化の関係性を捉えられる実験計の確立を目指した。次に、この根端切除による側根形態の変化に基づいて、ゲノムワイドに遺伝子のヒストン修飾レベルを解析するChIP-Seq法によって、L型側根の発生に関わる遺伝子や分子機構の解析を試みた。

研究成果

• [雑誌論文] OsPIN2, which encodes a member of the auxin efflux carrier proteins, is involved in root elongation growth and lateral root formation patterns via the regulation of auxin distribution in rice (2018)
  • 著者名/発表者名: Inahashi Hiroki、Shelley Israt Jahan、Yamauchi Takaki、Nishiuchi Shunsaku、Takahashi-Nosaka Misuzu、Matsunami Maya、Ogawa Atsushi、Noda Yusaku、Inukai Yoshiaki
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 巻: - 号: 2 ページ: 216-225
  • DOI: 10.1111/ppl.12707
  • NAID: 120006554484
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of the rrl3 Mutants Reveals the Importance of Arginine Biosynthesis in the Maintenance of Root Apical Meristem in Rice (2017)
  • 著者名/発表者名: Shelley Israt J.、Watanabe Sayaka、Ozaki Hiroaki、Nagasawa Nobuhiro、Ogawa Atsushi、Takahashi-Nosaka Misuzu、Nishiuchi Shunsaku、Yamauchi Akira、Kitano Hidemi、Inukai Yoshiaki
  • 雑誌名: Journal of Plant Studies 巻: 7 号: 1 ページ: 36-36
  • DOI: 10.5539/jps.v7n1p36
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] イネの根端切除時における側根形態の可塑的反応機構の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合翼、兒島孝明、山内章、犬飼義明
  • 学会等名: 第133回日本育種学会講演会
• [学会発表] イネにおける種子根の根端切除が側根形成に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合翼、兒島孝明、山内章、犬飼義明
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Compensatory growth of lateral roots responding to excision of seminal root tip in rice (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Nosaka-Takahashi, M., Yamauchi, A. and Inukai, Y.
  • 学会等名: 2017 Symposium on “Root Biology”
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of H3K27 methyltransferase complex in the regulation of phenotypic plasticity in lateral root development (2018)
  • 著者名/発表者名: Nonawin, B. L., Nosaka-Takahashi, M., Kawai, T., Yamauchi, A. and Inukai, Y.
  • 学会等名: 2017 Symposium on “Root Biology”
  • 国際学会
• [学会発表] イネにおける種子根の根端切除に応答した側根の補償生長 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合 翼・高橋 ( 野坂) 美鈴・山内 章・犬飼 義明
  • 学会等名: 日本育種学会第131回講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2017-03-29
• [学会発表] イネ種子根におけるOSHB 遺伝子の発現解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋（野坂） 実鈴・佐藤（永澤）奈美子・桧原 健一郎・犬飼 義明
  • 学会等名: 日本育種学会第131回講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2017-03-29
• [学会発表] Trial of rice breeding for drought avoidance using the vrs1 gene that promotes lateral root development (2016)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, T., Shibata, A., Takahashi-Nosaka, M., Nishiuchi, S., Samejima, H., Wainaina, C., Menge, D., Kikuta, M., Yamauchi, A., Makihara, D. and Inukai, Y.
  • 学会等名: SATREPS International Symposium, "Tailor-made rice breeding and cultivation technology development for sub-Saharan Africa;Progress and future prospects of the SATREPS project in Kenya"
  • 発表場所: Nairobi, Kenya
  • 年月日: 2016-12-06
  • 国際学会
• [学会発表] イネにおける種子根の根端近傍切除が側根の形態に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河合翼・山内章・犬飼義明
  • 学会等名: 第45回根研究集会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2016-09-30
• [学会発表] 土壌水分・窒素濃度とイネの根の成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 犬飼義明
  • 学会等名: 第2回植物の栄養研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] イネ種子根におけるOsHB転写産物の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋（野坂）実鈴・佐藤（永澤）奈美子・桧原健一郎・犬飼義明
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2016
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-07-04
• [学会発表] Effect of nitrogen, osmotic stress and sugar content to the lateral root development in rice (2016)
  • 著者名/発表者名: Lucob, N. B., Takahashi-Nosaka, W. and Inukai, Y.
  • 学会等名: 第24回育種学会中部地区談話会
  • 発表場所: 農研機構 野菜花き研究部門、三重県
• [学会発表] A Histone H3 Lysine-27 Methyltransferase Complex is involved in lateral root development in rice (2015)
  • 著者名/発表者名: Nonawin B. Lucob, Misuzu Takahashi-Nosaka, Akihide Shibata, Hiroaki Inahashi, Akira Yamauchi1 and Yoshiaki Inukai
  • 学会等名: 第23回育種学会中部地区談話会
  • 発表場所: 愛知県長久手町
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] Developmental and functional responses of rice root system to soil water and nutrient conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Inukai, Misuzu Takahashi-Nosaka, Cornelius M. Wainaina, Akihide Shibata, Nonawin B. Lucob, Hiroki Inahashi, Mana. Kano-Nakata, Emi Kameoka, Roel R. Suralta, Jonathan M. Niones, Thiem T. Tran, Stella O. Nketia, Israt J. Shelley, Yuka Kitomi, Satomi Ohashi, Shunsaku Nishiuchi, Hidemi Kitano and Akira Yamauchi
  • 学会等名: 9th Symposium for International Society of Root Research
  • 発表場所: Canberra, Australia
  • 年月日: 2015-10-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms of phenotypic plasticity for lateral root development in rice (2015)
  • 著者名/発表者名: Nonawin B. Lucob, Akihide Shibata, Misuzu Takahashi-Nosaka, Hiroki Inahashi, Yoshiaki Inukai
  • 学会等名: 9th Symposium for International Society of Root Research
  • 発表場所: Canberra, Australia
  • 年月日: 2015-10-06
  • 国際学会