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2016 年度 実績報告書

イネ科作物の耐湿性強化に寄与する根の酸素漏出バリア形成機構の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J04422
研究機関名古屋大学

研究代表者

渡邊 宏太郎  名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードトウモロコシ / 耐湿性 / ニカラグアテオシント / 酸素漏出バリア
研究実績の概要

植物の根に形成される酸素漏出バリアは耐湿性に寄与する。トウモロコシ(Zea mays, ssp. mays ‘Mi29’)は強固な酸素漏出バリアを形成できず、湛水条件で湿害を受けやすい。一方、トウモロコシの近縁種であるニカラグアテオシント(Zea nicaraguensis)は酸素漏出バリア形成能を持ち、高い耐湿性を示す。本研究では、トウモロコシとニカラグアテオシントを用いて、酸素漏出バリア形成能を制御する遺伝子を特定することを目的としている。本年度は以下の実験を行い、成果を得た。
(1)高精度遺伝子マッピングを行った結果、酸素漏出バリア形成を制御する染色体領域は3番染色体短腕の約232 kbに座乗する事が示唆された。
(2)領域内に存在が推定されている遺伝子について発現解析を行った結果、転写因子をコードすると推定される遺伝子(遺伝子A)が酸素漏出バリア形成の見られる根端周辺部で発現が高いことが分かった。また、Laser Microdissectionを用いて根における組織別遺伝子発現解析を行ったところ、遺伝子Aでは酸素漏出バリアが形成される根表層で高発現していることが分かった。
(3)トウモロコシとニカラグアテオシントにおける遺伝子Aの塩基配列の解読を行ったところ、トウモロコシでは、トランスポゾンの挿入が検出されたがニカラグアテオシントではトランスポゾンの挿入は見られなかった。
これらの結果から、ニカラグアテオシントでは、転写因子をコードすると推定される遺伝子Aが根表層で発現することにより酸素漏出バリアが形成されることが示唆された。トウモロコシでは、遺伝子Aがトランスポゾンの挿入により機能的なタンパク質の翻訳が阻害されるため、酸素漏出バリアが形成できないと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A major locus involved in the formation of the radial oxygen loss barrier in roots of teosinte Zea nicaraguensis is located on the short arm of chromosome 3.2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K., Takahashi H., Sato S., Nishiuchi S., Omori F., Malik A.I., Colmer T.D., Mano Y. & Nakazono M.
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: 40 ページ: 304-316

    • DOI

      10.1111/pce.12849

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A locus controlling formation of a barrier to radial oxygen loss is located on chromosome 3 in Zea nicaraguensis2016

    • 著者名/発表者名
      Kohtaro Watanabe, Hirokazu Takahashi, Saori Sato, Shunsaku Nishiuchi, Fumie Omori, Timothy David Colmer, Yoshiro Mano & Mikio Nakazono
    • 学会等名
      12th Conference of the International Society for Plant Anaerobiosis
    • 発表場所
      デンマーク、ヘルシンゲル
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-11
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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