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2020 年度 実施状況報告書

花粉数を制御する遺伝子ネットワークの解明と作物への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K05976
研究機関新潟大学

研究代表者

角井 宏行  新潟大学, 自然科学系, 特任助教 (60783199)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード花粉数 / スギ花粉 / モデリング / シロイヌナズナ / ゲノム編集
研究実績の概要

今年度は、シロイヌナズナで開発した効率的な花粉数計測法をさらに拡張し、さまざまな植物に適用できるように工夫を加えた改良法を開発した。この方法に関して論文をまとめ、出版した(Kakui et al. (2020) Plant Methods)。この方法を用いて、スギから26系統、合計523サンプルの雄花から花粉数を計測し、さらに最新の統計モデリング手法の一つであるpSEM(Piecewise Structural Equation Modeling )を用いてどのような要因がスギの花粉数に影響するかを明らかにした。その結果、花粉数は雄花重量・系統・花粉サイズでよく説明できることがわかった(説明率約85%)。また、雄花重量は環境要因のひとつである方角の影響をうけ、北に比べて南の方が約1.5倍重くなることがわかり、スギの花粉数を考える上では方角を考慮することも重要であることがわかった。モデリングにより方角を補正した花粉数を比較することにより、スギの26系統間で、3倍以上花粉数が変わることがわかり、花粉数を比較することで将来的により花粉数の少ない系統を選抜することができると考えられた。これらの研究についてPlants誌から寄稿の依頼があったため、論文をまとめ、出版した(Kakui et al. (2021) Plants)。また昨年度Nature Communications誌に掲載されたシロイヌナズナの花粉数を制御する遺伝子の論文について日本語総説の寄稿を複数求められたため、それに応じて総説を寄稿した(角井ら(2020)Academist Journalおよび角井ら(2021)バイオとインダストリー(2021))。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度は新規に第一著者の2報の論文が受理され(Kakui et al.2020 Plant Methods, Kakui et al. 2021 Plants)、さらに第一著者の2報の総説が掲載された(角井ら(2020)Academist Journalおよび角井ら(2021)バイオとインダストリー(2021)。また、スギ、シロイヌナズナ、コムギの花粉数の新たな研究についても着実に進展がみられており、今後さらに研究が発展することが期待できる。

今後の研究の推進方策

1. 得られた無花粉スギの原因遺伝子について、さらなる解析を行う
2. シロイヌナズナのRDP1に関連した遺伝子をトランスクリプトーム解析を行い、RDP1の機能を考察すると共に新規の花粉数を制御する遺伝子を明らかにしていく
これらの研究に関して論文の執筆を行い掲載を目指す。

次年度使用額が生じた理由

参加予定だった学会に関して、新型コロナウィルスの影響で中止が決定したことから、未使用額が生じた。次年度はこれらの状況も踏まえて研究計画をたて、未使用額はその経費に充てることにしたい。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] チューリヒ大学(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      チューリヒ大学
  • [雑誌論文] Factors Affecting the Number of Pollen Grains per Male Strobilus in Japanese Cedar (Cryptomeria japonica)2021

    • 著者名/発表者名
      Kakui Hiroyuki、Tsurisaki Eriko、Shibata Rei、Moriguchi Yoshinari
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 10 ページ: 856~856

    • DOI

      10.3390/plants10050856

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 花粉数を制御する遺伝子の発見2021

    • 著者名/発表者名
      角井宏行、土松隆志、山﨑美紗子、清水健太郎
    • 雑誌名

      バイオとインダストリー

      巻: 79 ページ: 21-33

    • 国際共著
  • [雑誌論文] An improved pollen number counting method using a cell counter and mesh columns2020

    • 著者名/発表者名
      Kakui Hiroyuki、Tsurisaki Eriko、Sassa Hidenori、Moriguchi Yoshinari
    • 雑誌名

      Plant Methods

      巻: 16 ページ: 124

    • DOI

      10.1186/s13007-020-00668-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] シロイヌナズナの花粉数を制御する遺伝子 -少ない花粉と生育メ リットを両立するカギ-2020

    • 著者名/発表者名
      角井宏行、土松隆志、山﨑美紗子、清水健太郎
    • 雑誌名

      Academist Journal

      巻: 1 ページ: 14530

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 効率的な花粉数計測法の開発とスギ雄花一粒あたりの花粉数に影響する要因2021

    • 著者名/発表者名
      角井宏行, 釣崎恵里子, 柴田嶺, 佐々英徳, 森口喜成
    • 学会等名
      第132回日本森林学会
  • [学会発表] 自作カラムとセルカウンターを用いた迅速で効率的な花粉数計測法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      角井宏行, 釣崎恵里子, 柴田嶺, 森口喜成
    • 学会等名
      日本育種学会 第138回講演会
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/kakuihiroyuki

  • [備考] Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=G0KKHcoAAAAJ&hl=ja

  • [備考] ORCID

    • URL

      https://orcid.org/0000-0001-6016-9690

  • [備考] 新潟大学研究者総覧

    • URL

      https://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/html/200001760_ja.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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