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水稲のシンク活性に関する新規遺伝領域の同定と登熟生理メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K15511
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
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

研究代表者

岡村 昌樹  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 主任研究員 (00757908)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードイネ / 登熟 / シンク活性
研究開始時の研究の概要

本研究では既存の水稲多収品種における収量律速要因だと考えられる「登熟能力」の改良を目指し、「シンク活性」に関する量的形質遺伝子座(QTL)を同定し、その原因遺伝子を単離する。さらに当該QTLに関する多収品種「モミロマン」背景の準同質遺伝子系統(NIL)の解析を通して、その生理的機能を解明し、シンク活性の改善が収量やソース能に与える影響を明らかにする。これにより登熟を制御するバイオマーカーや遺伝マーカーが開発されるとともに、シンク活性の実態把握を通して登熟の生理メカニズムの一端が解明される。

研究成果の概要

本研究ではシンク活性に関わる新規QTL(qGFR10)の候補領域約2Mb持つ水稲多種品種「モミロマン」のNILを作出し、このNILとモミロマンの大規模栽培試験を行い、収量と登熟関連形質を調査した。しかし、NILでは茎部NSCの転流量が多い傾向があったものの、収量や登熟歩合に明確な差は見られなかった。またNILは出穂が6日ほど早まったおり、このことが収量に影響した可能性も考えられた。
研究期間終了後シンク活性を高めるQTLと出穂を早めるQTLが分離できるか検証し、qGFR10が登熟関連形質に与える影響をより詳細に検討していく予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「登熟」は水稲をはじめとする穀物全般の収量向上のため、非常に重要な形質である。にもかかわらず籾の数や大きさなどで決まる「シンク容量」と比較し不明な点が多く、その制御が難しい。本研究では水稲の「登熟向上」に関する新規の遺伝領域を同定するとともに、その知見を活かして、「登熟向上」の生理メカニズムを解明することを目指した。本研究で得られた知見は、登熟の生理メカニズム一端を解明したものであり、水稲をはじめとする穀物の収量向上や安定化に資するものと言える。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Analysis of carbon flow at the metabolite level reveals that starch synthesis from hexose is a limiting factor in a high-yielding rice cultivar2021

    • 著者名/発表者名
      Okamura Masaki、Hirai Masami Yokota、Sawada Yuji、Okamoto Mami、Oikawa Akira、Sasaki Ryosuke、Arai-Sanoh Yumiko、Mukouyama Takehiro、Adachi Shunsuke、Kondo Motohiko
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 72 号: 7 ページ: 2570-2583

    • DOI

      10.1093/jxb/erab016

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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