温度環境の変動と作物の遺伝的応答機構

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02404009
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 日向 康吉 東北大学, 農学部, 教授 (00005589)
• 研究分担者: 鳥山 欽哉 岩手大学, 農学部(平成2年度のみ), 助教授 (20183882) ; 渡辺 正夫 東北大学, 農学部, 助手 (90240522) ; 岸谷 幸枝 東北大学, 農学部, 助手 (60005634) ; 長戸 康郎 東京大学, 農学部, 助教授 (10143413) ; 木村 和彦 東北大学, 農学部, 助手 (10183302)
• キーワード: 温度反応 / 画像解析 / 種子根 / 突然変異 / 葯 / グリシンベタイン / 遺伝子クローニング / 花芽

研究概要

本研究は、作物の生育に影響する重要な要因である温度環境に焦点を当て、温度の変動に対する集団、個体、代謝レベルにおける作物の応答の遺伝的機構を明らかにしようとしたものである。まず集団レベルでの応答を明らかにするために、受光体制にとって重要なイネの草型温度反応性を画像解析との関連で検討した。次に個体レベルにおける応答を明らかにするために、様々な発生段階における温度反応性を解析した。すなわち、イネ種子根の低温反応性の機構を検討するために、種子根のみを培養して、温度反応を解析し、その品種間差を明らかにした。また、穂ばらみ期低温稔実性突然変異体を作出し、温度反応性因子の検出とその発現機構の解明を行った。さらに、イネの栄養生長期におけるjuvenile phaseからadult phaseへの相転換をもたらす遺伝的プログラムの存在を明らかにするとともに、それに対する温度の影響を解析した。発生プログラムの決定に温度が影響するとして雄性配偶子を取り上げ、低温処理による花粉成熟からカルス的増殖への発生経路の変更のメカニズムを検討した。代謝レベルでの応答を明らかにするために、オオムギの耐凍性とベタイン蓄積との関連を解析し、低温抵抗性とベタイン集積との間に関連があることを示した。温度反応性遺伝子の育種的利用の為には、遺伝子の単離のみならず、器官(組識)特異的に発現させるためのプロモータの開発と形質転換法良が必要である。そこで、イネ及びBrassica属作物について、葯特異的遺伝子及び茎頂特異的遺伝子を単離し、その特性を検討した。さらに、アグロバクテリウムを用いて、Brassica campestrisへの形質転換法を検討した。

研究成果

• [文献書誌] Nagato,Y.,Ueno,U.Hayasaka,H.Hinota,K.: "Grouwth response δ radicle to low temperature in rice(Oryza satuia ム)." Japan,J.breed.42. 245-253 (1992)
• [文献書誌] 高崎 剛志,渡辺 正夫,鳥山 欽哉,日向 康吉: "Brassica campestris子葉片からの不定芽形成に関する品種間差違" 育種学雑誌別刷1. 42. 30-31 (1992)
• [文献書誌] 佐藤 弘一,日向 康吉,長戸 康郎: "暗黒液体振盤培養下におけるイネの生育" 育種学雑誌別刷1. 42. 388-389 (1992)
• [文献書誌] 永沢 信洋,川本 朋彦,松永 知久,佐々木 武彦,長戸 康郎,日向 康吉: "イネ穂ばらみ期低温稔実性突然変異体の作出" 育種学雑誌別刷1. 42. 478-479 (1992)
• [文献書誌] 岸谷 幸枝,渡辺 浩司,安田 昭三,荒川 圭太,高橋 欽子: "オオムギにおけるベタインの蓄積と耐凍性" 育種学雑誌別刷2. 42. 406-407 (1992)
• [文献書誌] 中村 祐一,黒田 倫子,長戸 康郎,日向 康吉: "イネの栄養生長期における相転換" 育種学雑誌別刷1. 43. (1993)