イネの温度感受性雄性不稔の分子メカニズム

• 研究課題/領域番号: 21H02179
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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: 川岸 万紀子 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 (50355707)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: イネ / 雄性不稔 / 花粉形成 / 高温ストレス / 高温不稔 / 温度感受性

研究開始時の研究の概要

地球規模での温暖化傾向により農作物の高温不稔の被害が拡大しており、高温条件下でも安定して稔る作物品種の開発は喫緊の課題である。本研究では、花粉形成過程の温度感応において、新規に発見した温度感受性雄性不稔因子が担う機能を明らかにし、高温不稔の発生機作の解明と回避策の構築へとつなげる。また、温度感受性雄性不稔の分子メカニズムの普遍性を検証して、花粉形成の制御による新たな育種技術開発への基礎とする。

研究成果の概要

新規温度感受性雄性不稔遺伝子TMS2は被子植物に共通に存在し、普遍的な機能をもつと推定された。欠損による影響が高温条件下での花粉形成に特異的に表出することから、花粉形成に直接には関与せず、花粉形成に不可欠な他の因子の機能を高温下でサポートするというモデルが考えられた。高温で特異的な発現変化を示す遺伝子を検出するとともに、TMS2と相互作用するタンパク質を同定した。これらの因子の花粉形成における機能の解析を進め、花粉形成異常の鍵因子の特定を目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

新規温度感受性雄性不稔遺伝子の特性や機能の一端を明らかにしたことは、高温が花粉の発達異常を引き起こすメカニズムの解明につながり、温暖化傾向の進行に伴い被害の深刻化が懸念される高温不稔への対策に貢献することが期待される。また、温度感受性雄性不稔遺伝子の欠損による温度感受性雄性不稔形質の付与は、イネ以外のさまざまな作物にも適用可能と考えられ、農作物のハイブリッド育種技術に与えるインパクトは非常に大きい。