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コムギにおける低温要求性と凍結耐性の適応的連鎖関係の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17780005
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 育種学
研究機関神戸大学

研究代表者

宅見 薫雄  神戸大学, 農学研究科, 准教授 (50249166)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードパンコムギ / 低温応答 / 開花 / 連鎖 / 対立遺伝子 / 多様性 / 凍結耐性
研究概要

秋播き性パンコムギは出穂の低温要求性を決める遺伝子座であるVrn-1について全て劣性アリルを持ち、春播き性パンコムギはVrn-1について優性のアリルを持つ。また特に劣性のvrn-A1アリルを持つ系統は優性のVrn-A1アリルを持っ系統よりも冬期の凍結低温耐性に優れているとされる。低温凍結耐性を決める主働遺伝子Fr-1はVrn-1に連鎖して座乗する。この生育環境に対応した2つの遺伝子座(Vrn-1とFr-1)のアリル間に連鎖関係があるのか、あるとしてパンコムギの持つ3つのゲノムA,B,D全てにおいて言えるか、祖先野生種ではどうか、Vrn-1とFr-1がどの程度コムギの適応に重要なのか、これらに答えることが本研究の目的であり、本年度は特にFr-1の機能についての解析を行った。
Fr-1が制御するFr-2座に座乗し転写因子をコードするWCBF2遺伝子について、これを恒常的に発現させた形質転換タバコを用いて凍結耐性発揮への直接的証明を行い下流のCor/Lea遺伝子のいくつかの転写を直接活性化することを明らかにすると共に、WCBF2がDゲノム特異的コピーであり他のCBF転写因子遺伝子と異なり進化的に中立であることを明らかにした。同様にFr-1に制御される転写因子WDREB2やWLIP19についてもそのス下レス耐性への関与と下流のCor/Lea遺伝子発現の活性化を示した。一方でWLIP19に相同性のあるWABI5についてはストレス耐性への関与と下流のCor/Lea遺伝子発現の活性化は示されたが、Fr-1とは独立に機能していると考えられた。この他にもミトコンドリアで活性酸素消去に関与するAOX遺伝子が凍結耐性に関与し品種間差異に貢献していることを示した。このFr-1とABAとの関係については総説にまとめ、Vrn-1の変異についてもコムギの栽培化と品種分化の観点から和文の論文にまとめた。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial alternative pathway is associated with development of freezing tolerance in common wheat2008

    • 著者名/発表者名
      N. Mizuno, A. Sugie, F. Kobayashi, S. Takumi
    • 雑誌名

      Journal of plant Physiology 165

      ページ: 462-467

    • NAID

      120000943022

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased freezing tolerance through up-regulation of downstream genes via the wheat CBF gene in transgenic tobacco2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takumi, C. Shimamura, F. Kobayashi
    • 雑誌名

      Plant Physiology and Biochemistry 46

      ページ: 205-211

    • NAID

      120001408311

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptional activation of Cor/Lea genes and increase in abiotic stress tolerance through expression of a wheat DREB2 homolog in transgenic tobacco2008

    • 著者名/発表者名
      F.KObayashi, M. Ishibashi, S. Takumi
    • 雑誌名

      Transgenic Research 17(in press)

    • NAID

      120001408309

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of abiotic stress tolerance via a bZIP-type transcription factor LIP19 in common wheat2008

    • 著者名/発表者名
      F. Kobayashi, Y. Ogihara, S. Takumi
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany 59

      ページ: 891-905

    • NAID

      120001408308

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive role od a wheat HvAB15 ortholog in abiotic stress response of seedlings2008

    • 著者名/発表者名
      F. Kobayashi, E. Maeta, A. Terashima, S. Takumi
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum 134(in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コムギの栽培化とパンコムギの成立:種内分化と異質倍数化による多様性2007

    • 著者名/発表者名
      宅見薫雄
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 52

      ページ: 1947-1952

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of reactive oxygen species under low temperature condition in seedling leaves of common wheat2007

    • 著者名/発表者名
      N. Mizuno, A. Sugie, S. Takumi
    • 雑誌名

      Wheat Information Service 104

      ページ: 21-24

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Contribution of ABA signal pathways on development of freezing tolerance in wheat2007

    • 著者名/発表者名
      F. Kobayashi, S. Takumi
    • 雑誌名

      Current Topics in Plant Biology 8

      ページ: 33-43

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Increased freezing tolerance in an ABA-hypersensitive mutant of common wheat2007

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology 164(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Variation of cold/freezing tolerance, Cor/Lea gene expression and vernalization requirement in Japanese common wheat2007

    • 著者名/発表者名
      Machiko Ishibashi
    • 雑誌名

      Plant Breeding 126(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Alteration of respiration capacity an transcript accumulation level of alternative oxidase genes in necrosis lines of common wheat2007

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sugie
    • 雑誌名

      Cenes and Genetic Systems 82(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential regulation of transcript accumulation and alternative splicing of a DREB2 homolog under abiotic stress conditions in common wheat2007

    • 著者名/発表者名
      C.Egawa, F.Kobayashi, M.Ishibashi, T.Nakamura, C.Nakamura, S.Takumi
    • 雑誌名

      Genes and Genetic Systems 81(in press)

    • NAID

      10019161865

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential regulation of transcript accumulation and alternative splicing of a DREB2 homolog under abiotic stress conditions in common wheat2006

    • 著者名/発表者名
      Chikako Egawa
    • 雑誌名

      Genes and Genetic Systems 81

      ページ: 77-91

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Overexpression of wheat alternative oxidase gene Waoxla alters respiration capacity and response to reactive oxygen species under low temperature in transgenic Arabidopsis2006

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sugie
    • 雑誌名

      Genes and Genetic Systems 81

      ページ: 349-354

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Expression patterns of low temperature responsive genes in a dominant ABA-less-sensitive mutant of common wheat2006

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Kobayashi
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum 127

      ページ: 612-623

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Intragenic diversity and functional conservation of the three homoeologous loci of the KN1-type homeobox gene Wknox1 in common wheat2006

    • 著者名/発表者名
      R.Morimoto, T.Kosugi, C.Nakamura, S.Takumi
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology 57

      ページ: 907-924

    • NAID

      120000944108

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential and coordinated expression of Cbf and Cor/Lea genes during long-term cold acclimation in two wheat cultivars showing distinct levels of freezing tolerance2006

    • 著者名/発表者名
      S.Kume, F.Kobayashi, M.Ishibashi, R.Ohno, C.Nakamura, S.Takumi
    • 雑誌名

      Genes and Genetic Systems 80

      ページ: 185-197

    • NAID

      130000062156

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of freezing tolerance in tobacco plants expressing a cold-responsive and chloroplast-targeting protein WCOR15 of wheat2006

    • 著者名/発表者名
      C.Shimamura, R.Ohno, C.Nakamura, S.Takumi
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology 163

      ページ: 213-219

    • NAID

      120000945769

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] コムギDBF1ホモログの単離とタルホコムギの乾燥ストレス耐性への関与2007

    • 著者名/発表者名
      寺嶋彰弘, 宅見薫雄
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] パンコムギbZIP型転写因子WABI5およびWLIP19によるCor/Lea遺伝子発現の活性化2007

    • 著者名/発表者名
      小林史典, 寺嶋彰弘, 宅見薫雄
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] コムギDグノム特異的CBF低温誘導性転写因子WCBF2の分子集団遺伝学的解析2007

    • 著者名/発表者名
      宅見薫雄, 広瀬志津子, 松岡由浩
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Wheat Information Service, Memorial Issue, Frontiers of Wheat Bioscience2005

    • 著者名/発表者名
      S.Takumi, C.Nakamura
    • 出版者
      Abiotic stress signal pathways associated with development of freezing tolerance after cold acclimation in common wheat (in press)
    • 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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