| 研究課題/領域番号 |
19H02936
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39010:遺伝育種科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
宇賀 優作 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, グループ長 (00391566)
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| 研究分担者 |
井上 晴彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (10435612)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | 根系形態 / 環境ストレス / 伝子発現 / 重力屈性 / 水分屈性 / QTL / 環境ストレス耐性 / 水屈性 / 作物開発 / イネ / 作物 / 屈性 / 根系 / シグナル応答 / ゲノム編集 / 可視化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
不良環境下で作物生産を高く維持するには、環境ストレスに適応した根系を作出する必要がある。しかし、環境ストレスにより、場合によっては、根系は理想の形とは逆の方向に変化することがあり、不良土壌に適応した根系の状態に維持することは困難である。なぜなら、環境ストレスシグナルが根系関連遺伝子の働きに影響するからである。本研究では、環境ストレスシグナル応答経路と根系形態の制御経路に関する遺伝子の改変を通して、環境ストレスに適応的な作物根系を作出することをめざす。本成果によって環境ストレスに適応的な作物根系を作出するための新たな遺伝子リソースと基盤技術の確立が進むことが期待できる。
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| 研究成果の概要 |
作物根系を環境ストレスに適応した形に改良することは安定生産にとって重要である。本研究では、イネ根伸長角度QTL（qSOR1）の上流または下流で働く遺伝子の同定を試みた。qSOR1の異なるアリル系統を用いた重力刺激や乾燥ストレス試験の結果、根端部で複数の熱ショック転写因子の遺伝子発現が環境刺激によって異なることが分かった。これら遺伝子は重力屈性と水分屈性応答の両方に何らかの作用を及ぼす可能性が高いと推察されるため、ゲノム編集によりノックアウト系統を作出した。今後、これらの遺伝子が根系形態の制御に及ぼす影響を明らかにする。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イネ根伸長角度QTL（qSOR1）の相同遺伝子は、単子葉植物だけでなく、双子葉植物にも広く存在する。そのため、qSOR1周辺の遺伝子群の同定は、陸上植物の環境適応における根張りの役割を解明するうえで重要な知見を提供する。これまで根系形態が環境ストレス耐性に貢献することが分かっていたが、遺伝的改良は困難であった。本知見は、根系形態を育種対象として扱ううえで、貴重な情報を提供するものであり、今後不安定化する地球規模の農地劣化に対応した農作物の品種改良への寄与が期待できる。
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