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2007 年度 研究成果報告書概要

ゲノム情報と染色体部分置換系統を利用したイネのシンク・ソース機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17208003
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 作物学・雑草学
研究機関東京大学

研究代表者

大杉 立  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (40343107)

研究分担者 山岸 徹  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (50143409)
佐々木 治人  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (60225886)
青木 直大  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (70466811)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
キーワードイネ / 収量 / 染色体部分置換系統 / ルビスコ / 非構造性炭水化物 / メタボローム解析
研究概要

本研究では、主に染色体部分置換系統(CSSL)を材料としてイネの収量に関わるシンク機能、ソース機能の遺伝的要因を明らかにすることを目的とした。
(1)コシヒカリを遺伝的背景としたカサラスのCSSL39系統について、光合成炭酸固定酵素であるルビスコの含量と非構造性炭水化物(NSC)濃度を調査した結果、第10染色体の一部がカサラスに置換された系統で両者がコシヒカリより有意に高かった。ルビスコ含量に関するQTLは光合成速度の向上に寄与するものと期待される。
(2)ササニシキを背景としたハバタキのCSSL39系統について、ルビスコ含量、NSC濃度等を調査した結果、第5染色体の一部がハバタキに置換された系統で3者ともに有意に増大した。ルビスコ含量に関するQTLは新規なものであり、ササニシキよりも26%ルビスコ含量を高める効果のあるもので、ソース機能の向上に有用と考えられた。
(3)(2)で得られたルビスコ含量の高い系統(SL-417およびSH-29)とコシヒカリを遺伝的背景として第1染色体上のSPS1遺伝子座を含む領域をカサラス型に置換した系統(SPS-NIL)について収量等を解析した結果、ルビスコ含量の高い系統はササニシキに比べて登熟歩合が高かったため、この影響は登熟期に大きく出ていた。SPS-NILでは一穂籾数が多かったため、この影響は籾数を決定する幼穂形成期に大きく出ていた。
(4)(2)で得られたSL-417とササニシキの戻し交配集団の自殖後代についてNSC含量に関するファインマッピングを行い第5染色体上の約60-kbの範囲にQTLが存在することを明らかにした。この領域には炭水化物関連遺伝子等7つの遺伝子が含まれていた。
(5)代謝物の網羅的開発手法としてキャピラリー電気泳動/質量分析計を用いた新たなシステムを開発した。本方法はキャピラリーを交換することなくアミノ酸および有機酸を効率的に解析できるため、イネなどのメタボローム解析が進むことが期待される。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] The QTL analysis of RuBisCO in flag leaves and Non-structural carbohydrates in leaf sheaths of rice using chromosome segment substitution lines and backcross progeny F2 populations2009

    • 著者名/発表者名
      Kanbe, T., H.Sasaki, N.Aoki, T.Yamagishi, R.Ohsugi
    • 雑誌名

      Plant Production Science 12

      ページ: 224-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The QTL analysis of RuBisCO in flag leaves and Non-structural carbohydrates in leaf sheaths of rice using chromosome segment substitution lines and backcross progeny F2 populations2009

    • 著者名/発表者名
      Kanbe, T., H.Sasaki, N.Aoki, T.Yamagishi, R.Ohsugi
    • 雑誌名

      Plant Prod.Sci. 12

      ページ: 224-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 「研究成果報告書概要(和文)」より2006

    • 著者名/発表者名
      大杉立
    • 雑誌名

      作物の生産性研究と遺伝子組換え作物の圃場試験 シリーズ21世紀の農学 遺伝子組換え作物の研究(日本農学会編)(養賢堂)

      ページ: 47-61

  • [雑誌論文] Research on crop productivity and field trial of GMOs.(in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      R.Ohsugi
    • 雑誌名

      Research on GMOs.(Yokendo)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 単一フユーズドシリカキャピラリーを用いたギ酸キャピラリー電気泳動/質量分析計(CE/MS)によるアミノ酸、カルボン酸類のメタボローム解析2007

    • 著者名/発表者名
      若山正隆、川上陽、恵上知人、青木直大、佐々木治人、大杉立
    • 学会等名
      第2回メタボロームシンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20071105-20071106
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Analysis of Carboxylic Acids and Amino Acids in Plant Extracts by Using the Capillary Zone Electrophoresis/Tandem Mass Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      M.Wakayama, A.Kawakami, T.Egami, N.Aoki, H.Sasaki, R.Ohsugi
    • 学会等名
      The 2^<nd> Metabolome Symposium
    • 年月日
      20071105-20071106
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2011-06-18  

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