ブラシノステロイドによるイネの生育制御機構の解明と育種的応用

• 研究課題/領域番号: 19688001
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 坂本 知昭 名古屋大学, 高等研究院, 特任講師 (00345183)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円); 2009年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2008年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2007年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
• キーワード: 植物分子育種 / イネ / ブラシノステロイド / 穂型 / 稈強度 / New Plant Type / 不活性化酵素遺伝子 / オーキシン / 転写調節 / 情報伝達 / ユビキチン化酵素 / 標的タンパク質 / 直立葉 / 着粒数 / 節間伸長パターン / 粒形

研究概要

古くから知られているイネ突然変異体「夷大黒(d2)」の新規アリルを単離・解析した結果、d2変異は「New Plant Type」型の多収形質を発現させ、d2が多収遺伝子として実際の育種に利用されていた可能性を示した。一方、遺伝的背景がブラシノステロイド突然変異体の表現型に強く影響することを発見し、その原因としてブラシノステロイド受容体遺伝子OsBRI1へのmPingの挿入が同遺伝子の発現制御に影響を与えている可能性を示した。またOsBRI1の発現がオーキシン処理により一過的に上昇する現象を発見し、ARFタンパク質を介したオーキシン情報伝達によるブラシノステロイド感受性調節の分子メカニズムを明らかにした。イネから単離したブラシノステロイド不活性化酵素CYP734Asが、これまで報告されていた双子葉植物由来のそれらとは異なり、広い基質特異性を示し、さらに多段階の酸化反応を触媒しうる新機能を獲得していることを明らかにした。ブラシノステロイド非感受性突然変異体の解析から新規のブラシノステロイド情報伝達因子を単離し、同因子を介してブラシノステロイド情報伝達とジャスモン酸情報伝達がクロストークしている可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Identifying and exploiting grain yield genes in rice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T., Matsuoka, M.
  • 雑誌名: Current Opinion in Plant Biology 11(2) ページ: 209-214
• [雑誌論文] イネの多収性育種に貢献する植物ホルモン (2007)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・松岡 信
  • 雑誌名: 科学 77 ページ: 613-618
• [雑誌論文] Rice CYP734As function as multisubstrate and multifunctional enzymes in brassinosteroid catabolism.
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T., Kawabe, A., Tokida-Segawa, A.,Shimizu, B., Takatsuto, S., Shimada, Y., Fujioka, S., Mizutani, M.
  • 雑誌名: Plant Journal in press
• [雑誌論文] Rice CYP734As function as multisubstrate and multifunctional enzymes in brassinosteroid catabolism.
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T., Kawabe, A., Tokida-Segawa, A., Shimizu, B., Takatsuto, S., Shimada, Y., Fujioka, S., Mizutani, M.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] イネd2変異体の解析.II.新規アリルの単離と育種的利用の可能性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・北野英己
  • 学会等名: 日本育種学会第117回講演会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] オーキシンはイネのブラシノステロイド感受性を高める (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・藤岡昭三
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 遺伝的背景がブラシノステロイド変異体の表現型に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・北野英己
  • 学会等名: 日本育種学会第116回講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 新規ブラシノステロイド不活性化経路の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水谷正治・川邉綾美・清水文一・嶋田幸久・藤岡昭三・坂本知昭
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] イネ由来ブラシノステロイド不活性化酵素の酵素化学的解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川邉綾美・清水文一・嶋田幸久・藤岡昭三・坂本知昭・水谷正治
  • 学会等名: 植物化学調節学会第43回大会
  • 発表場所: つくばカピオ
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] イネのブラシノステロイド不活性化酵素遺伝子の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・川邉綾美・清水文一・藤岡昭三・水谷正治
  • 学会等名: 日本育種学会第114回講演会
  • 発表場所: 滋賀県立大学
  • 年月日: 2008-10-12
• [学会発表] イネd2変異体の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・大西利幸・水谷正治・松岡信・北野英己
  • 学会等名: 日本育種学会第113回講演会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 新規ブラシノステロイド情報伝達因子の単離 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・藤岡昭三・北野英己・松岡信
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] イネ由来ブラシノステロイド不活性化酵素の酵素化学的解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川邊綾美・清水文一・嶋田幸久・藤岡昭三・坂本知昭・水谷正治
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] ブラシノステロイド非感受性イネ変異体の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・松岡信・北野英己
  • 学会等名: 日本育種学会第112回講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] ブラシノステロイド非感受性イネ変異体の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・松岡信・北野英己
  • 学会等名: 日本育種学会第ll2回講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] イネ多収性品種育成におけるGn1aの利用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・池田真由子・香村敏郎・芦苅基行・北野英己・松岡信
  • 学会等名: 日本育種学会第111回講演会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 2007-03-30
• [学会発表] イネの収量性に関わる遺伝子Gn1(Grain number1)が穂の着粒構造に及ぼす影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 池田真由子・林少揚・高師知紀・香村敏郎・坂本知昭・芦苅基行・松岡信・北野英己
  • 学会等名: 日本育種学会第111回講演会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 2007-03-30
• [図書] In Rice Biology in the Genomics Era(Rice yielding and plant hormones)(Hirano, H.-Y.; Hirai, A.; Sano, Y.; Sasaki, T.(Eds.)) (2008)
  • 著者名/発表者名: Ashikari M, Sakamoto T.
  • 出版者: Springer
• [図書] Rice yielding and plant hormones. In Rice Biology in the Genomics Era (2008)
  • 著者名/発表者名: Ashikari M, and Sakamoto T.
  • 出版者: Springe
• [図書] イネの多収性育種に貢献する植物ホルモン (2007)
  • 著者名/発表者名: 坂本知昭・松岡信
  • 出版者: 科学77