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イネ科牧草における糖代謝関連候補遺伝子の機能・発現解析とSNPsマーカーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17380163
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 畜産学・草地学
研究機関北海道大学

研究代表者

山田 敏彦  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70343952)

研究分担者 田村 健一  独立行政法人農業, 食品産業総合技術研究機構・北海道農業研究センター, 研究員 (10414749)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
2006年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2005年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワードイネ科牧草 / 糖代謝 / RNA干渉法 / 越冬性 / 転写因子 / 形質転換 / DNAマーカー / 転写遺伝子 / フルクタン
研究概要

本研究は牧草における耐寒性に関する分子育種技術を確立するために、以下のことを行う。1)糖代謝系遺伝子に着目して、RNA干渉法を利用して遺伝子の発現を抑制させた形質転換植物を作成して、その代謝機能情報を解明する、2)低温誘導遺伝子の転写因子を単離・同定してその機能を明らかにする、3)糖代謝関連遺伝子のゲノム情報から、選抜に有用なDNAマーカーを開発する。
2か年で得られた主要な研究成果は以下である。ペレニアルライグラスから単離された3種類のフルクタン合成酵素遺伝子に関して、dsRNA発現ベクターを構築して、パーティクルガン法およびアグロバクテリウム法によりペレニアルライグラスの種子由来カルスへ導入を行ったところ、薬剤耐性カルスを得ることができた。これらのカルスについて遺伝子機能解析したところ、フルクタン合成酵素遺伝子の発現が抑制されていたのでRNA干渉を確認することができた。しかしながら、カルスに再分化能がすでになく、植物体再生まで至らなかった。また、ペレニアルライグラスから低温応答転写因子CBFホモログ遺伝子を10種類単離した。連鎖解析集団を用いたマッピングにより複数のCBFホモログはクラスターを形成し、第5連鎖群に座乗していることを明らかにした。ムギ類とのゲノム比較からCBF遺伝子座と低温耐性QTLの関係が示唆された。CBFホモログ遺伝子には2つのタイプ、低温処理後直ちに遺伝子が発現されるが、しばらくして発現がなくなる遺伝子群および低温処理期間中常時発現する遺伝子群があることを明らかにした。なお、これら2つのタイプの座乗連鎖群は異なっていた。スクロース合成酵素遺伝子やスクロースリン酸合成酵素ならびに低温応答に関与する遺伝子について、単離および個体を識別できるDNAマーカーを作成した。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (16件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] A perennial ryegrass CBF gene cluster is located in a region predicted by conserved synteny between Poaceae species2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tamura, T.Yamada
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Genetics 114

      ページ: 273-283

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A perennial ryegrass CBF gene cluster is located in a region predicted by conserved synteny between Poaceae species.2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tamura, T.Yamada
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Genetics 114

      ページ: 273-283

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CBF genes and QTLs for cold hardiness in perennial ryegrass2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tamura, S.Kobayashi, T.Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of XXVI Meeting of the EUCARPIA Fodder Crops and Amenity Grasses Section and XVI Meeting of the EUCARPIA Medicago spp. Group

      ページ: 284-289

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A perennial ryegrass CBF gene cluster is located in a region predicted by conserved synteny between Poaceae species2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tamura, K.Tase, Y.Sanada, T.Komatsu, T.Yamada
    • 雑誌名

      Plant & Animal Genome XV, Jan 13-17, 2006, San Diego, USA

      ページ: 270-270

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Gene expression and genetic mapping analyses of a perennial ryegrass glycine-rich RNA-binding protein gene suggest a role in cold adaptation2006

    • 著者名/発表者名
      H.Shinozuka, H.Hisano, S.Yoneyama, Y.Shimamoto, T.Yamada, A.Kanazawa
    • 雑誌名

      Molecular General Genomics 275

      ページ: 399-408

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sucrose metabolism of perennial ryegrass in relation to cold acclimation2006

    • 著者名/発表者名
      P.K.Bhowmik, K.Tamura, Y.Sanada, K.Tase, T.Yamada
    • 雑誌名

      Zeitschrift fur Naturforschung 61C

      ページ: 99-104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sucrose metabolism of perennial ryegrass in relation to cold acclimation.2006

    • 著者名/発表者名
      P.K.Bhowmik, K.Tamura, Y.Sanada, K.Tase, T.Yamada
    • 雑誌名

      Zeitschrift fur Naturforschung 61C

      ページ: 99-104

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ペレニアルライグラスから単離された低温応答転写因子CBF遺伝子2006

    • 著者名/発表者名
      田村健一, 山田敏彦, 田瀬和浩, 眞田康治, 小松敏憲
    • 雑誌名

      日本草地学会誌 52(別2)

      ページ: 270-271

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Genetic association between winter hardiness and sugar content in perennial ryegrass (Lolium perenne L.)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, S.Kobayashi, H.Hisano, K.Tamura, Y.Sanada, P.K.Bhowmik, M.Yoshida, I.P.Armstead, M.O.Humphreys
    • 雑誌名

      Plant & Animal Genome XIV, Jan 14-18, 2006, San Diego, USA

      ページ: 15-15

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] イネ科牧草の越冬性に関するQTL解析2006

    • 著者名/発表者名
      山田敏彦, 小林創平, 久野裕, 眞田康治, 田村健一
    • 雑誌名

      日本草地学会大会(H18年3月発表予定) (H18年3月発表予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular cloning and genetic mapping of perennial ryegrass casein protein kinase 2 α subunit genes2005

    • 著者名/発表者名
      H.Shinozuka, H.Hisano, R.C.Ponting, N.O.I.Cogan, E.S.Jones, J.W.Forster, T.Yamada
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Genetics 112

      ページ: 167-177

    • NAID

      120000956150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Genetics and Molecular Breeding in Lolium/Festuca grass species complex2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, T., J.W.Forster, M.W.Humphreys, T.Takamizo
    • 雑誌名

      Grassland Science 51

      ページ: 89-106

    • NAID

      80017607140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular cloning and *genetic mapping of perennial ryegrass casein protein kinase 2 < subunit genes.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Shinozuka, H.Hisano, R.C.Ponting, N.O.I.Cogan, E.S.Jones, J.W.Forster, T.Yamada
    • 雑誌名

      Theoretical and Applied Genetics 112

      ページ: 167-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetics and Molecular Breeding in Lolium/Festuca grass species complex.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, T., J.W.Forster, M.W.Humphreys, T.Takamizo
    • 雑誌名

      Grassland Science 51

      ページ: 89-106

    • NAID

      80017607140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genetics and Molecular Breeding in Lolium/Festuca grass, species complex2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, T., J.W.Forster, M.W.Humphreys, T.Takamizo
    • 雑誌名

      Grassland Science 51

      ページ: 89-106

    • NAID

      80017607140

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] QTL analysis and trait dissection in ryegrasses (Lolium spp.)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, F.W.Forster
    • 雑誌名

      The 4^<th> International Symposium on the Molecular Breeding of Forage and Turf, July 3-7, 2005, Aberystwyth, UK

    • NAID

      120000954954

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] QTL analysis and trait dissection in ryegrasses (Lolium spp.). Molecular Breeding for the genetic improvement of forage crops and turf (Ed M.O. Humphreys)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, F.W.Forster
    • 総ページ数
      286
    • 出版者
      Wageningen Academic Publishers
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] QTL analysis and trait dissection in ryegrasses (Lolium spp.)(Ed. M.O.Humphreys)Molecular Breeding for the Genetic Improvement of Forage Crops and Turf2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamada, F.W.Forster
    • 総ページ数
      286
    • 出版者
      Wageningen Academic Publishers
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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