• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

気候変動に適応可能な穀物の品質安定化メカニズムの分子基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K05868
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41050:環境農学関連
研究機関山形大学

研究代表者

星野 友紀  山形大学, 農学部, 教授 (20530174)

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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード穂発芽 / QTL / イネ / 責任遺伝子 / ファインマッピング / 穂発芽耐性 / 量的形質遺伝子座 / 突然変異 / 品質安定化遺伝子 / 穂発芽耐性遺伝子 / 環境適応
研究開始時の研究の概要

人間活動の高度化に端を発する気候変動は、近い将来、確実に穀物の生産力を低下させる。これを食い止めるには、穀物の品質安定化が必須である。本研究は、穀物の品質を安定させる対象に「品質安定化=穂発芽耐性」を選定する。なぜなら、穂発芽によって貴重な穀物品質が脅かされているからだ。自然変異から穂発芽耐性遺伝子を探索するには一般的に耐性品種を用いるが、その場合既知の遺伝子座が検出されることが多く新規性に乏しい。本研究では新規性を求めて、あえて感受性品種を用いることで、親の表現型では耐性形質がマスクされ、自然変異中に隠れて存在する貴重な耐性遺伝子に焦点を当てる。

研究成果の概要

本研究ではSdr6bの責任遺伝子を解明するために、コシヒカリ(Ksh)突然変異集団から候補遺伝子であるGeneAの突然変異体を単離し逆遺伝学的な証明を試みた。独立した4つの変異系統では、野生型と比べて変異型のGIが有意に低かった。外因性グルコースによる発芽試験の結果、2%グルコース処理ではNILのGI%はKshと比べて有意に低かった。グルコース処理3時間後の胚では、NILにおけるABA8ox1の発現量はKshと比べて有意に減少した。以上の結果より、Sdr6bの責任遺伝子のGeneAであり、GeneAはABA8ox1の発現量を低下させABA含量を高めることにより穂発芽耐性を誘導すると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、Sdr6bはABA代謝の上流でこれまでに穂発芽耐性に関してほとんど報告のないグルコース応答に関与し、ABAシグナル伝達を強化させることで穂発芽耐性に導くことが示唆された。今後は、本研究で明らかにされたSdr6bを利用して、昨今の異常気象にも耐え得る、品質安定化品種の育成が期待される。一方、本研究で用いたオワリハタモチは発芽を促進させる遺伝子も含めて候補領域には複数の責任遺伝子が存在すると考えられた。今後は逆遺伝学的手法を用いて責任遺伝子群を包括的に理解することで、穂発芽耐性の分子メカニズムの理解が深めると同時に、これら遺伝子群を用いた育種利用が期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Development of a High-Quality/Yield Long-Read Sequencing-Adaptable DNA Extraction Method for Crop Seeds2023

    • 著者名/発表者名
      Shioya Naohiro、Ogiso-Tanaka Eri、Watanabe Masanori、Anai Toyoaki、Hoshino Tomoki
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 12 号: 16 ページ: 2971-2971

    • DOI

      10.3390/plants12162971

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 作物種子からロングリードシーケンスに適応可能な高品質/収量DNA抽出法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      塩谷直弘、小木曽映里、渡辺昌規、穴井豊昭、星野友紀
    • 学会等名
      日本育種学会第144回講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オワリハタモチより見出された穂発芽耐性遺伝子座qSdr9.1およびqSdr9.2aの責任遺伝子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤紗知、杉本和彦、星野友紀
    • 学会等名
      第18回東北育種研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 突然変異体を用いたイネ穂発芽耐性遺伝子座qSdr6bの責任遺伝子の逆遺伝学的証明2023

    • 著者名/発表者名
      西村麟太郎、佐野舜一、杉本和彦、星野友紀
    • 学会等名
      第18回東北育種研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オワリハタモチより見出された穂発芽耐性遺伝子座qSdr9.1とqSdr9.2のファインマッピング2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤紗知、三浦智美、大泉武士、大花沙衣、杉本和彦、星野友紀
    • 学会等名
      第17回東北育種研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ穂発芽耐性QTLsであるqSdr6aとqSdr6bの候補遺伝子の同定と機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐野舜一、黄浚彦、飯島信繁、杉本和彦、星野友紀
    • 学会等名
      日本育種学会第141回講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ穂発芽耐性QTL・Sdr6領域に2つ存在したqSdr6aとqSdr6bの候補遺伝子の同定2021

    • 著者名/発表者名
      佐野舜一、黄浚彦、飯島信繁、杉本和彦、星野友紀
    • 学会等名
      第16回東北育種研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ穂発芽耐性QTL・Sdr6領域に2つ存在したqSdr6aとqSdr6bの候補遺伝子の同定2021

    • 著者名/発表者名
      佐野舜一、黄浚彦、飯島信繁、杉本和彦、星野友紀
    • 学会等名
      東北植物学会第11回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi