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次世代シーケンサーを用いたオオムギ耐塩性遺伝子の短期間の同定と作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K14834
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 作物生産科学
研究機関東京農工大学

研究代表者

平沢 正  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 名誉教授 (30015119)

研究協力者 児玉 明日香  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードエクソームQTL-seq / 塩ストレス / オオムギ / 花粉 / 組換え自殖系統 / JAZ遺伝子 / 不稔 / 量的形質遺伝子座 / ジャスモン酸 / JAZタンパク質 / 遺伝子発現 / 作物学 / 植物生理学 / ゲノム / 稔実歩合 / 植物 / 生理学 / ストレス / 育種学
研究成果の概要

オオムギ耐塩性品種OUE812は塩感受性品種OUC613に比べて塩ストレス下での稔実歩合の低下程度が小さい。両品種に由来する組換え自殖系統群を用いたエクソーム QTL-seq解析から、塩ストレス下で稔実歩合を低下させる候補遺伝子MLOC_12120を見出した。本遺伝子はJAZ遺伝子で、開花直前のOUC613の葯と雌蕊に高く発現した。稔実歩合低下の品種間差は主として柱頭上の花粉数の減少と花粉発芽率の低下の相違による花粉稔性の低下程度の違いによっておこっていた。以上の結果から、MLOC_12120遺伝子が塩ストレス下によるオオムギの稔実歩合低下の品種間差を引き起こしていることが推察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

土壌の塩類集積は、世界の作物生産を制限する重要な問題となっている。塩ストレス耐性の機構についてこれまで多くの研究があるが、塩ストレス下での子実収量の低下機構と収量低下の鍵となる形質を解析した研究は少なく、したがって、収量差を引き起こす遺伝子とその作用機能を解明した研究もほとんどなかった。本研究によって耐塩性の最も高い作物の一つであるオオムギについて、塩ストレス下での子実重低下の品種間差を引き起こす候補遺伝子と子実重低下機構の一部を明らかにできた。研究成果は耐塩性作物の育成に向けた新たな知見を提供するものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] QTLs maintaining grain fertility under salt stress detected by exome QTL-seq and interval mapping in barley2018

    • 著者名/発表者名
      Kodama Asuka、Narita Ryouhei、Yamaguchi Makoto、Hisano Hiroshi、Adachi Shunsuke、Takagi Hiroki、Ookawa Taiichiro、Sato Kazuhiro、Hirasawa Tadashi
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 68 号: 5 ページ: 561-570

    • DOI

      10.1270/jsbbs.18082

    • NAID

      130007543984

    • ISSN
      1344-7610, 1347-3735
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in dry matter production, grain production, and photosynthetic rate in barley cultivars under long-term salinity.2017

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Hirasawa, Kosuke Sato, Makoto Yamaguchi, Ryohei Narita, Asuka Kodama, Shunsuke Adachi, Taiichiro Ookawa, Kazuhiro Sato
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 20 号: 3 ページ: 288-299

    • DOI

      10.1080/1343943x.2017.1343647

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 塩ストレス下でのオオムギの花粉稔性低下に関わる遺伝子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      児玉明日香・成田亮平・山口真功・久野裕・安達俊輔・高木宏樹・平沢正・佐藤和広・大川 泰一郎
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 塩ストレス条件で稔実歩合を高く維持するオオムギの量的形質遺伝子座(QTL)の同定2018

    • 著者名/発表者名
      児玉 明日香・成田 亮平・山口 真功・久野 裕・安達 俊輔・高木 宏樹・大川 泰一郎・佐藤 和広・平沢 正
    • 学会等名
      日本作物学会第245回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] QTLs maintaining pollen fertility under salt stress detected by exome QTL-seq and interval mapping in barley.2018

    • 著者名/発表者名
      Asuka Kodama, Ryouhei Narita, Makoto Yamaguchi, Hiroshi Hisano, Shunsuke Adachi, Hiroki Takagi, Taiichiro Ookawa, Kazuhiro Sato, Tadashi Hirasawa
    • 学会等名
      アメリカ植物生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Causes of varietal differences in grain fertility of barley under long-term salt stress2017

    • 著者名/発表者名
      Asuka Kodama, Ryohei Narita, Tammy L. Sage, Shaheen Bagha, Shunsuke Adachi, Taiichiro Ookawa, Kazuhiro Sato, Tadashi Hirasawa
    • 学会等名
      第58回植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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