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ゲノム情報利用による根機能を制御する有用遺伝子の単離と分子育種

研究課題

研究課題/領域番号 16J08722
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 植物栄養学・土壌学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2017-2018)
東京大学 (2016)

研究代表者

矢野 憲司  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 特別研究員(SPD) (30791040)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードGWAS / イネ / 根系 / ゲノムワイド関連解析 / 遺伝子単離 / イネ根系形質 / 画像解析
研究実績の概要

本申請課題は、ゲノムワイドアソシエーション解析(GWAS)を用いて根の形態に関わる遺伝子を同定し、「根の形態と植物の栄養吸収・転流の関係性」を解明することを目指したものである。
一昨年度までに、根系を迅速に数値化する画像解析技術を確立し、根の長さや数などの複数の形質データを取得することに成功していた。そこで本年度は、得られた複数の形質データを用いて主成分分析を行い、得られた主成分得点に基づきGWASを行った。過去の研究から、複雑形質を用いた主成分分析は、イネの複雑形質に関わる遺伝的要因の要約を可能にするとともに、GWASとの統合は、原因遺伝子の同定に有効であることが確認されている。そこで、複数の要素により構成される根系にも同手法を応用した結果、有力な候補遺伝子を同定することに成功した。さらに、候補遺伝子について形質転換体を作成することで、候補遺伝子の根系に対する効果を検証した。いくつかの候補遺伝子に関して形質転換体を作成した所、1つの候補遺伝子の形質転換体でコントロール系統に比べ、長い根が観察された。この結果より、本遺伝子がGWA解析で検出されたシグナルの原因遺伝子であると考えられた。さらに、イオノーム解析により、本解析遺伝子が植物組織内における特定の元素含量の制御にも関わっていることが明らかになった。今後、この遺伝子をより詳細に解析することで、本研究の当初の目的である「根の形態と植物の栄養吸収・転流の関係性」を解明する手がかりになると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Time-Course Transcriptomics Analysis Reveals Key Responses of Submerged Deepwater Rice to Flooding2018

    • 著者名/発表者名
      Minami Anzu、Yano Kenji、Gamuyao Rico、Nagai Keisuke et. al.
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 176 号: 4 ページ: 3081-3102

    • DOI

      10.1104/pp.17.00858

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Screening Arabidopsis thaliana mutants for low sensitivity to manganese identifies novel alleles of NRAMP1 and PGSIP62018

    • 著者名/発表者名
      Bian Bian、Kageshima Sae、Yano Kenji、Fujiwara Toru、Kamiya Takehiro
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 69 号: 7 ページ: 1795-1803

    • DOI

      10.1093/jxb/ery018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide association study using whole-genome sequencing rapidly identifies novel genes associated with agronomic traits in rice.2016

    • 著者名/発表者名
      Yano, K., E. Yamamoto, K. Aya, H. Takeuchi, P.-C. Lo, L. Hu, M. Yamasaki, S. Yoshida, K. Hirano, H. Kitano and M. Matsuoka
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 48 号: 8 ページ: 927-934

    • DOI

      10.1038/ng.3596

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 主成分分析を用いたイネ草型に関するGWA解析2019

    • 著者名/発表者名
      矢野 憲司、平野 恒、吉田 晋弥、北野 英己、田宮 元、松岡 信
    • 学会等名
      日本育種学会第135回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A genome-wide association study identifies novel loci associated with rice panicle structure2018

    • 著者名/発表者名
      Yano Kenji, Yoshida Shinya, Tamiya Gen, Hirano Ko, Kitano Hidemi, Matsuoka Makoto
    • 学会等名
      16th International Symposium on Rice Functional Genomics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic Signatures of Cold Adaptation in Rice2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yano, Hirano Ko, Kitano Hidemi, Makoto Matsuoka
    • 学会等名
      イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パブリックデータ利活用による研究の迅速化2018

    • 著者名/発表者名
      矢野憲司
    • 学会等名
      第4回中手の会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネGWASで検出されたシグナルの検証には反復試験が重要2018

    • 著者名/発表者名
      矢野 憲司、平野 恒、北野 英己、田宮 元、松岡 信
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 文献情報を用いたGWA解析2018

    • 著者名/発表者名
      塩田 将平、 平野 恒、 矢野 憲司、 小竹 敬久、 吉田 晋弥、 北野 英己、 松岡 信
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] GWA解析を用いたイネカルスの再分化率に関与する候補遺伝子の同定.2017

    • 著者名/発表者名
      矢野 憲司、西村 明日香、纐纈 永里子、平野 恒、北野 英己、松岡 信
    • 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(愛知県 名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Genome-wide association study using whole-genome sequencing rapidly identifies new genes influencing agronomic traits in rice.2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yano
    • 学会等名
      Plant and animal genome conferance.
    • 発表場所
      San Diego (The United States of America)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Genome-wide association studies of agronomic traits in Japanese japonica rice.2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yano, Makoto Matsuoka
    • 学会等名
      Workshop of Genetic Basis and Breeding Application on High-yield Superior Quality Rice.
    • 発表場所
      Hangzhou (China)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Plant macro-nutrient use efficiency: molecular and genomic perspectives in crop plants: chapter 18 Introduction to GWAS and MutMap for Identification of Genes/QTL Using Next-Generation Sequencing2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yano, Yoshihiro Ohmori, Toru Fujiwara
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ゲノムワイド関連解析を用いたイネにおける農業形質にかかわる新規の遺伝子の同定

    • URL

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/12735

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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