2003 年度実績報告書

分子生物学とQTL解析手法を用いたイネにおける窒素リサイクル機構の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号	14360035
研究機関	東北大学
研究代表者	山谷知行東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (30144778)
研究分担者	佐藤雅志東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (40134043)
キーワード	イネ / QTL解析 / 窒素転流 / 遺伝子置換系統 / 穂重量 / 分げつ / グルタミン合成酵素 / DNAマーカー
研究概要	窒素リサイクルは、イネの生産性に直結する重要な機構である。この機構で鍵を握る、老化葉身のGSlと若い器官のNADH-GOGATに着目し、それぞれの量を決定している複数のQTLを染色体上にマッピングした。統計学的に検出されたQTLの存在や形質への効果を検証するために、QTLを含む約40cMの領域のみがKasalathホモ接合体に置換されたC-22と遺伝背景であるKoshihikariをガラス室と水田で育成した。その結果、Koshihikariに比較してC-22の分げつ数、穂数、穂重量はいずれも増加することが判明し、QTL効果を置換系統で確認することができた。C-22における、穂重量の増加は、穂数の増加に起因し、穂数の増加は、分げつ数の増加に起因していることが考えられた。穂数を規定しているQTL領域を絞り込むために、C-22のKasalath置換領域を相補する染色体置換系統群(SLs)を9系統作成した。幼植物期の分げつの抽出割合に関して、SLsを用いて評価したところ、穂数を規定しているQTLは、マーカー2-S152と2-S173の間、6.7cMの領域に検出された。また、分げつの抽出割合と葉齢に正の相関関係が認められ、幼植物期の旺盛な成育が、栄養成長初期の分げつ数の増加につながったと推察された。さらに、QTLの形質に対する遺伝効果を高めるために、幼植物期の葉齢の違いに注目し、形質評価法を構築した。マーカー2-S152と2-S173の間での組み換え系統を選抜し、幼植物期の5葉の抽出割合に関して、組み換え系統を用いて評価したところ、穂数を規定しているQTLは、マーカー2-S193とS10844の間、1.8cMの領域に狭めることに成功した。さらに、穂数を規定している原因遺伝子の単離に向けて、分離集団11,484個体から、このマーカー間での組み換え体291系統を選抜した。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Suenaga, A. et al.: "Constitutive expression of a novel-type ammonium transporter OsAMT2 in rice plants"Plant and Cell Physiology. 44(2). 206-211 (2003)
[文献書誌] Hayakawa, T. et al.: "Organization and structure of ferredoxin-dependent glutamate synthase gene from rice plants"Plant Biotechnology. 20(1). 43-55 (2003)
[文献書誌] Ishiyama, K. et al.: "Cell-type distinct accumulation of mRNA and protein for NADH-glutamate synthase in rice roots in response to the supply of NH_4^+"Plant Physiology and Biochemistry. 41(6-7). 643-647 (2003)
[文献書誌] Sonoda, Y. et al.: "Distinct expression and function of three ammonium transporter genes(OsAMT1;1-1;3) in rice"Plant and Cell Physiology. 44(7). 726-734 (2003)
[文献書誌] Takehisa, H. et al.: "Identification of quantitative trait loci for plant growth of rice in paddy field flooded with salt water"Field Crop Research. (in press). (2004)
[文献書誌] Ishiyama, K. et al.: "Kinetic properties and ammonium-dependent regulation of cytosolic isoenzymes of glutamine synthetases in Arabidopsis"Journal of Biological Chemistry. (in press). (2004)
[文献書誌] Yamaya, T., Oaks, A.: ""Nitrogen Acquisition and Assimilation in Higher Plants", Plant Ecophysiology Series, Eds.by stulen, I. and Amancio, S."Kluwer Academic Publisher, The Netherlands. 293 (2004)

2003 年度 実績報告書

分子生物学とQTL解析手法を用いたイネにおける窒素リサイクル機構の分子基盤

研究代表者

山谷 知行 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (30144778)

研究成果

[文献書誌] Suenaga, A. et al.: "Constitutive expression of a novel-type ammonium transporter OsAMT2 in rice plants"Plant and Cell Physiology. 44(2). 206-211 (2003)

[文献書誌] Hayakawa, T. et al.: "Organization and structure of ferredoxin-dependent glutamate synthase gene from rice plants"Plant Biotechnology. 20(1). 43-55 (2003)

[文献書誌] Ishiyama, K. et al.: "Cell-type distinct accumulation of mRNA and protein for NADH-glutamate synthase in rice roots in response to the supply of NH_4^+"Plant Physiology and Biochemistry. 41(6-7). 643-647 (2003)

[文献書誌] Sonoda, Y. et al.: "Distinct expression and function of three ammonium transporter genes(OsAMT1;1-1;3) in rice"Plant and Cell Physiology. 44(7). 726-734 (2003)

[文献書誌] Takehisa, H. et al.: "Identification of quantitative trait loci for plant growth of rice in paddy field flooded with salt water"Field Crop Research. (in press). (2004)

[文献書誌] Ishiyama, K. et al.: "Kinetic properties and ammonium-dependent regulation of cytosolic isoenzymes of glutamine synthetases in Arabidopsis"Journal of Biological Chemistry. (in press). (2004)

[文献書誌] Yamaya, T., Oaks, A.: ""Nitrogen Acquisition and Assimilation in Higher Plants", Plant Ecophysiology Series, Eds.by stulen, I. and Amancio, S."Kluwer Academic Publisher, The Netherlands. 293 (2004)

2003 年度実績報告書

山谷知行東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (30144778)