近未来環境を想定した環境保全型多収イネの開発

• 研究課題/領域番号: 23380040
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 牧野 周 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70181617)
• 研究分担者: 小原 実広 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 生物資源領域, 研究員 (10455248) ; 金田 吉弘 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (30347207)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2012年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2011年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: イネ / 多収 / 大粒 / 未来環境 / 分子育種 / 環境保全 / 圃場試験

研究概要

大粒イネ品種である秋田63号をモデルに、超多収の実証と多収理論を構築することを目的とした。圃場試験の結果、秋田63号が大粒であるにも関わらず、種子親品種オオチカラに認められた総モミ数の減少は確認されず、そのトレードオフ要因を克服した育種であることが、多収性を示す最大要因であることがわかった。秋田63号の大粒の要因は、gs3遺伝子であることがわかった。また、オオチカラに確認されたモミ数減の不良遺伝子に関しては、同定中である。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and characterization of quantitative trait loci for root elonga tion by using introgression lines with genetic background of Indica-type rice variety IR64. (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Obara, T. Ishimaru, T. Abiko, D. Fujita, N. Kobayashi, S. Y anagihara, and Y. Fukuta
  • 雑誌名: Plant Biotechnol. Rep. 巻: 8 号: 3 ページ: 267-277
  • DOI: 10.1007/s11816-014-0320-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of porosity and aerenchyma formation in nitrogen-deficient rice roots (2014)
  • 著者名/発表者名: Abiko T and Obara M
  • 雑誌名: Pla nt Science 巻: 215-216 ページ: 76-83
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2013.10.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Translational down-regulation of RBCL is operative in the coordinated expression of Rubisco genes in senescent leaves in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y and Makino A
  • 雑誌名: J Exp. Bot 巻: 64 号: 4 ページ: 1145-1152
  • DOI: 10.1093/jxb/ers398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice cultivar responses to elevated CO_2 at two free-air CO2 enrichment (FACE) sites in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa T, Sakai H, Tokida T, Nakamura H, Zhu C, Usui Y, Yoshimoto M, Fukuoka M, Wakatsuki H, Katayanagi N, Matsunami T, Kaneta Y, Sato T, Takakai F, Sameshima R, Okada M, Mae T and Makino A
  • 雑誌名: Func. Plant Biol 巻: 40 号: 2 ページ: 148-159
  • DOI: 10.1071/fp12357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of a novel mutant gene for soil-surface rooting in rice (Oryza sativa L.) (2013)
  • 著者名/発表者名: Hanzawa E, Sasaki K, Nagai S, Obara M, Fukuta Y, Uga Y, Miyao A, Hirochika H, Higashitani A, Maekawa M and Sato T
  • 雑誌名: Rice 巻: 6 ページ: 30-30
  • URL: http://www.thericejournal.com/content/6/1/30
  • 査読あり
• [雑誌論文] 作物の光合成能力の改善は可能か？これからの挑戦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧野 周
  • 雑誌名: 光合成研究 巻: 23 ページ: 147-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of porosity and aerenchyma formation in nitrogen-deficient rice roots (2013)
  • 著者名/発表者名: Abiko T and Obara M
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 215/216 ページ: 76-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of individual suppression of RBCS multigene family on Rubisco contents in rice leaves (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogawa S, Suzuki Y, Yoshizawa R, Kanno K and Makino A
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: 35 号: 3 ページ: 546-553
  • DOI: 10.1111/j.1365-3040.2011.02434.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Availability of Rubisco small subunit up-regulates the transcript levels of large subunit for stoichiometric assembly of its holoenzyme in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y and Makino A
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 160 号: 1 ページ: 533-540
  • DOI: 10.1104/pp.112.201459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rubisco activase is a key regulator of non steady-state photosynthesis at any leaf temperature and, to a lesser extent, of steady-state photosynthesis at high temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamori W., Masumoto C., Fukayama H., Makino A.
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: (未定)(印刷中) 号: 6 ページ: 871-880
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2012.05041.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosynthesis, grain yield and N utilization in rice and wheat (2011)
  • 著者名/発表者名: Makino A
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 155 号: 1 ページ: 125-129
  • DOI: 10.1104/pp.110.165076
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insight into photosynthetic acclimation to elevated CO_2 : The role of leaf nitrogen and ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase in rice leaves (2011)
  • 著者名/発表者名: Seneweera S, Makino A, Hirotsu N, Norton R, Suzuki Y
  • 雑誌名: Environ. Exp. Bot 巻: 71 号: 2 ページ: 128-136
  • DOI: 10.1016/j.envexpbot.2010.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rate-limiting step for CO_2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C_3 crop species (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamori W, Nagai T and Makino A
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: 34 号: 5 ページ: 764-777
  • DOI: 10.1111/j.1365-3040.2011.02280.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rate-limiting step for CO_2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C_3 crop species (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamori W, Nagai T, Makino A
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: 34 ページ: 764-777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic electron flow around photosystem I via chloroplast NAD(P)H dehydrogenase (NDH) complex performs a significant physiological role during photosynthesis and plant growth under low temperature in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamori W, Sakata N, Suzuki Y, Shikanai T, Makino A
  • 雑誌名: Plant J 巻: 68 ページ: 966-976
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of individual suppression of RBCS multigene family on Rubisco contents in rice leaves (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogawa S, Suzuki Y, Yoshizawa R, Kanno K, Makino A
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: 35 ページ: 546-553
  • 査読あり
• [学会発表] 陸稲の根関連形質の遺伝的変異と QTL の検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小原実広, 福田善通, 柳原誠司
  • 学会等名: 第125回日本育種学会講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] Rubisco, nitrogen and plant growth in rice (2014)
  • 著者名/発表者名: Makino A
  • 学会等名: JST-CREST International Symposium on Productivity Improvement of Plants : From Model to Crop Plants
  • 発表場所: Nara City, Japan
  • 年月日: 2014-01-10
• [学会発表] 重粘土水田の汎用化促進と水稲安定生産のための土壌管理・施肥技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金田吉弘
  • 学会等名: 第59回日本土壌肥料学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 作物の光合成能力の改善は可能か?これからの挑戦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧野 周
  • 学会等名: 第4回日本光合成学会年会および公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-06-01
• [学会発表] 超多収イネ秋田 63 号の収量ポテンシャルを支配している遺伝要因の同定と特徴づけ (2013)
  • 著者名/発表者名: 小原実広, 小玉郁子, 金田吉弘, 前忠彦, 牧野周
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Rubisco and nitrogen relationships in rice leaves (2013)
  • 著者名/発表者名: Makino A
  • 学会等名: The 16th international Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: St. Louis, MI, USA
• [学会発表] Rubisco and nitrogen relationships in rice leaves. (2013)
  • 著者名/発表者名: Makino A
  • 学会等名: The 16th international Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: St. Louis, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 作物の光合成能力の改善は可能か？これからの挑戦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧野 周
  • 学会等名: 第4回日本光合成学会年会および公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 招待講演
• [学会発表] 重粘土水田の汎用化促進と水稲安定生産のための土壌管理・施肥技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金田吉弘
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 招待講演
• [学会発表] 緑肥植物ヘアリーベッチ及び不耕起播種栽培の導入が水田転換畑の温室効果ガス収支に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高階史章・白土耕史・中村 結・矢崎友嗣・永田 修・佐藤 孝・金田吉弘
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] 多収性日本型イネとインド型イネの光合成特性と温度応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森野敬恵、須藤恵美、菅野圭一、矢守 航、鈴木雄二、牧野 周
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 超多収イネ秋田63号の収量ポテンシャルを支配している遺伝要因の同定と特徴づけ (2013)
  • 著者名/発表者名: 小原実広、小玉郁子、金田吉弘、前忠彦、牧野周
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] イネの窒素利用機能に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原実広
  • 学会等名: 第58回日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 鳥取市
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] Rubiscoタンパク質の量を増強した形質転換体イネにおける光合成中間代謝産物およびその他の一次代謝産物のメタボローム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雄二、藤森玉輝、牧野周
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] イネ安定生産に向けた窒素利用を向上させる QTL 遺伝子と生産性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原実広
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Source/sink improvement in rice : Rubisco as a target for enhancing N-use efficiency (2012)
  • 著者名/発表者名: Makino A
  • 学会等名: The 13th Chinese Crop Physiology Academic Conference (International Symposium)
  • 発表場所: Yandzhou, Jiangsu, China
• [学会発表] Source/sink improvement in rice: Rubisco as a target for enhancing N-use efficiency. (2012)
  • 著者名/発表者名: Makino A
  • 学会等名: The 13th Chinese Crop Physiology Academic Conference (International Symposium)
  • 発表場所: Yandzhou, Jiangsu, China
  • 招待講演
• [学会発表] CO2環境とC3光合成の窒素利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧野 周
  • 学会等名: 第3回日本光合成学会年会および公開シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] イネの窒素栄養生理と生産性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牧野周
  • 学会等名: 第57回日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-08-10
• [学会発表] Rubiscoセンスイネの低温環境での個体成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須藤恵美、鈴木雄二、牧野周
  • 学会等名: 第57回日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-08-10
• [学会発表] イネの生産性における窒素利用の遺伝学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小原実広
  • 学会等名: 第57回日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-08-08
• [備考] 研究代表者所属研究室 WEBSITE
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/syokuei/index-j.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科植物栄養生理学分野
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/syokuei/index-j.html
• [備考] 研究代表者分野ホームページ
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/syokuei/index-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/syokuei/index-j.html