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イネの根における酸素漏出バリア形成の遺伝学的・生理学的調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20F20393
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分39010:遺伝育種科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

中園 幹生  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70282697)

研究分担者 JIMENEZ SERNA JUAN  名古屋大学, 生命農学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2020-11-13 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2022年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードイネ / ワックス / 酸素漏出バリア
研究開始時の研究の概要

植物の根の外層に形成される酸素漏出(radial oxygen loss: ROL)バリアは耐湿性に重要な形質であるが、ROLバリアの構成成分やその形成誘導物質は長年不明なままである。本研究では、根に蓄積するワックスがROLバリアの構成成分として機能するかどうかを確かめるとともに、湛水土壌で蓄積する有機酸や二価鉄などがその形成誘導物質として作用するかどうかを検証することによって、ROLバリアの構成成分と形成誘導因子の特定を目指す。

研究実績の概要

植物の重要な耐湿性形質である酸素漏出(radial oxygen loss: ROL)バリアの構成成分やその形成誘導物質は長年不明なままである。これまでROLバリアの構成成分としてスベリンが有力視されてきたが、最近、イネのワックス生合成遺伝子DRP7がROLバリア形成条件で根の外層で発現することや、drp7変異体の根ではROLバリアが形成されないことが明らかになり、ワックスがROLバリアに関与することが示唆された。本研究では、イネdrp7変異体を用いてワックス成分がROLバリアの構成成分として機能するかどうかを明らかにすることを目的とする。
令和4年度は、drp7変異体にDRP7遺伝子を導入した個体では、ROLバリア形成が野生型と同様であったことから、根のワックス成分も野生型と同様に回復するかどうかを調べるために、DRP7遺伝子導入系統、野生型「金南風」、およびdrp7変異体の根のエンザイム処理をし、外層組織を単離した。ガスクロマトグラフィー・マススペクトロメトリィーを用いて、それらの試料のワックス成分を分析したところ、drp7変異体では野生型と比べて、根のワックスの特定成分が減少しており、DRP7遺伝子導入系統では野生型のレベルまで回復していることが明らかになった。さらに、野生型「金南風」とdrp7変異体の根の外層をレーザーマイクロダイセクションで単離して、RNAを抽出後、RNA-Seq解析を実施した。しかし、網羅的な遺伝子発現解析からは根のワックスの特定成分の蓄積量の違いを説明できる遺伝子の同定には至らなかった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ボン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ボン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Radial oxygen loss from plant roots methods2021

    • 著者名/発表者名
      Juan de la Cruz Jimenez, Elisa Pellegrini, Ole Pedersen, Mikio Nakazono.
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 10 号: 11 ページ: 2322-2322

    • DOI

      10.3390/plants10112322

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The rice wax synthesis-related gene Leaf Gas Film-1 (LGF1) is involved in the formation of the radial oxygen loss barrier2022

    • 著者名/発表者名
      Juan de la Cruz Jimenez
    • 学会等名
      Plant Apoplastic Diffusion Barriers 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The rice wax synthesis-related gene Leaf Gas Film-1 (LGF1) is involved in the formation of the radial oxygen loss barrier2022

    • 著者名/発表者名
      Juan de la Cruz Jimenez, Siti Noorrohmah, Viktoria Zeisler, Lukas Schreiber, Lucas Leon Peralta Ogorek, Ole Pedersen, Keisuke Nagai, Motoyuki Ashikari, Hirokazu Takahashi and Mikio Nakazono
    • 学会等名
      ISPA 14th International Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-11-16   更新日: 2024-03-26  

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